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JP3630765B2 - Deposited film manufacturing apparatus and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は堆積膜、特にプラズマCVD法を用いた電子写真用非晶質シリコン(以下、a―Siと称す)系感光体の製造装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真用感光体を形成する光導電材料としては、高感度で、SN比〔光電流(Ip)/暗電流(Id)〕が高く、照射する電磁波のスペクトル特性に適合した吸収スペクトルを有すること、光応答性が早く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時において人体に対して無害であること、等の特性が要求される。
特に、事務機としてオフイスで使用される電子写真装置内に組み込まれる電子写真用光受容部材の場合には、上記の使用時における無公害性は重要な点である。このような点に優れた性質を示す光導電材料に水素化アモルファスシリコン(以下、「a−Si:H」と表記する)があり、例えば、特公昭60−35059号公報には電子写真用光受容部材としての応用が記載されている。
上記した従来の電子写真用感光体は、一般的には、導電性支持体を50℃〜400℃に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱CVD法、光CVD法、プラズマCVD法等の成膜法によりa−Siからなる光導電層を形成する。
なかでもプラズマCVD法、すなわち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にa−Si堆積膜を形成する方法が好適なものとして実用に付されている。
また、特開昭56−83746号公報においては、導電性支持体と、ハロゲン原子を構成要素として含むa−Si(以下、「a−Si:X」と表記する)光導電層からなる電子写真用感光体が提案されている。
当該公報においては、a−Siにハロゲン原子を1乃至40原子%含有させることにより、耐熱性が高く、電子写真用感光体の光導電層として良好な電気的、光学的特性を得ることができるとしている。
また、特開昭57−115556号公報には、a−Si堆積膜で構成された光導電層を有する光導電部材の、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光学的、光導電的特性及び耐湿性等の使用環境特性、さらには経時的安定性について改善を図るため、シリコン原子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電層上に、シリコン原子及び炭素原子を含む非光導電性のアモルファス材料で構成された表面障壁層を設ける技術が記載されている。
更に、特開昭60−67951号公報には、アモルファスシリコン、炭素、酸素及び弗素を含有してなる透光絶縁性オーバーコート層を積層する感光体についての技術が記載され、特開昭62−168161号公報には、表面層として、シリコン原子と炭素原子と41〜70原子%の水素原子を構成要素として含む非晶質材料を用いる技術が記載されている。
一方、特開昭60−95551号公報には、アモルファスシリコン感光体の画像品質向上のために、感光体表面近傍の温度を30乃至40℃に維持して帯電、露光、現像および転写といった画像形成行程を行うことにより、感光体表面での水分の吸着による表面抵抗の低下とそれに伴って発生する画像流れを防止する技術が開示されている。
また、特開昭61−283116号公報には非晶質半導体の形成に適したマイクロ波プラズマCVD法及びその装置が記載されている。特開昭63−149381号公報には、複数の円筒状基体を同心円上に設置し、円筒状基体に囲まれた放電空間にマイクロ波電力を投入することにより、基体上に非晶質膜を形成する技術が記載されている。
これらの技術により、電子写真用a−Si系感光体の電気的、光学的、光導電的特性及び使用環境特性が向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。
【0003】
このようなa−Si系感光体の製造装置及び製造方法は概略以下のようなものである。
図7は電源としてRF帯の周波数を用いたRFプラズマCVD法(以後「RF−PCVD」と略記する)による電子写真用光受容部材の製造装置の一例を示す模式的な構成図である。
図7に示す製造装置の構成は以下の通りである。
この装置は大別すると、堆積装置7100、原料ガスの供給装置7200、反応容器7111内を減圧にするための排気装置(図示せず)から構成されている。堆積装置7100中の反応容器7111内には円筒状支持体7112、支持体加熱用ヒーター7113、原料ガス導入管7114が設置され、更に高周波マッチングボックス7115が接続されている。
原料ガス供給装置7200は、SiH4、GeH4、H2、CH4、B2H6、PH3等の原料ガスのボンベ7221〜7226とバルブ7231〜7236,7241〜7246,7251〜7256およびマスフローコントローラー7211〜7216から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ7260を介して反応容器7111内のガス導入管7114に接続されている。
この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば以下のように行なうことができる。
まず、反応容器7111内に円筒状支持体7112を設置し、不図示の排気装置(例えば真空ポンプ)により反応容器7111内を排気する。続いて、支持体加熱用ヒーター7113により円筒状支持体7112の温度を200℃乃至350℃の所定の温度に制御する。
堆積膜形成用の原料ガスを反応容器7111に流入させるには、ガスボンベのバルブ7231〜7237、反応容器のリークバルブ7117が閉じられていることを確認し、又、流入バルブ7241〜7246、流出バルブ7251〜7256、補助バルブ7260が開かれていることを確認して、まずメインバルブ7118を開いて反応容器7111およびガス配管内7116を排気する。
次に真空計7119の読みが約5×10−6Torrになった時点で補助バルブ7260、流出バルブ7251〜7256を閉じる。
その後、ガスボンベ7221〜7226より各ガスをバルブ7231〜7236を開いて導入し、圧力調整器7261〜7266により各ガス圧を2Kg/cmに調整する。次に、流入バルブ7241〜7246を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラー7211〜7216内に導入する。
以上のようにして成膜の準備が完了した後、以下の手順で各層の形成を行う。
円筒状支持体7112が所定の温度になったところで流出バルブ7251〜7256のうちの必要なものおよび補助バルブ7260を徐々に開き、ガスボンベ7221〜7226から所定のガスをガス導入管7114を介して反応容器7111内に導入する。次にマスフローコントローラー7211〜7216によって各原料ガスが所定の流量になるように調整する。その際、反応容器7111内の圧力が1Torr以下の所定の圧力になるように真空計7119を見ながらメインバルブ7118の開口を調整する。内圧が安定したところで、周波数13.56MHzのRF電源(不図示)を所望の電力に設定して、高周波マッチングボックス7115を通じて反応容器7111内にRF電力を導入し、グロー放電を生起させる。この放電エネルギーによって反応容器内に導入された原料ガスが分解され、円筒状支持体7112上に所定のシリコンを主成分とする堆積膜が形成されるところとなる。所望の膜厚の形成が行われた後、RF電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の光受容層が形成される。
それぞれの層を形成する際には必要なガス以外の流出バルブはすべて閉じられていることは言うまでもなく、また、それぞれのガスが反応容器7111内、流出バルブ7251〜7256から反応容器7111に至る配管内に残留することを避けるために、流出バルブ7251〜7256を閉じ、補助バルブ7260を開き、さらにメインバルブ7118を全開にして系内を一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。
膜形成の均一化を図るために、層形成を行なっている間は、支持体7112を駆動装置(不図示)によって所定の速度で回転させることも有効である。
さらに、上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の作成条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
一方、複数の感光体を同時に形成でき、生産性の極めて高い図8に示した堆積膜形成装置の開発も積極的に進められている。
図8(a)は概略断面図、図8(b)は図8(a)の切断線B−B’に沿う概略断面図である。反応容器801の側面には排気管804が一体的に形成され、排気管804の他端は不図示の排気装置に接続されている。反応容器801の上面と下面にはそれぞれ導波管803が取り付けられ、各導波管803の他端は不図示のマイクロ波電源に接続されている。各導波管803の反応容器801側の端部にはそれぞれ誘電体窓802が気密封止されている。
反応容器801の中心部を取り囲むように、堆積膜の形成される6この円筒状基体805が互いに平行になるように配置されている。各円筒状基体805は回転軸808によって保持され、発熱体807によって加熱されるようになっている。モータ809を駆動すると、減速ギア810を介して回転軸808が回転し、円筒状基体805がその母線方向中心軸のまわりを自転するようになっている。反応容器801内の円筒状基体805と各誘電体窓802で囲まれた空間があり、この空間が成膜空間806となる。また、隣接する2個の円筒状基体805の間の隙間には、それぞれ原料ガス導入管851が設けられている。原料ガス導入管351は原料ガスを成膜空間806に導入するようになっている。
この装置を用いて電子写真用感光体を作製するときは、まず、反応容器801内を10−7Torr以下まで排気し、ついで、発熱体807により円筒状基体805を所望の温度に加熱保持する。
そして、原料ガス導入管851を介して、原料ガスを反応容器801内に導入する。これと同時並行的に周波数500MHz以上の好ましくは2.45GHzのマイクロ波を導波管803、誘電体窓802を経て反応容器801内に入射させる。その結果、成膜空間806においてグロー放電が生起し、原料ガスは励起解離して円筒状基体805上に推積膜が形成される。
このとき、モータ809を回転させることにより、円筒状基体805の全周にわたって堆積膜を形成することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置及び方法により、良好なa−Si系感光体が形成されるが、現在では、これらに対してこれまで以上の特性の向上が要求されてきており、それに対応していくため、より一層の技術の向上が必要となっている。具体的には、画像濃度むらの更なる軽減、光メモリーと呼ばれる電子写真画像上の残像現象の低減等が挙げられる。
光メモリーは前回のコピー時に形成された潜像が、次回のコピー時までに完全に消去されず、次回のコピー画像上にかすかに前回のコピー画像が形成されてしまうものである。
このような電子写真画像特性向上のために、a−Si系感光体製造技術、特にa−Si膜形成技術の更なる発展が必要不可欠となっている。
これを実現していく上での現在の課題は主に次の2つに集約される。
1つは画像濃度むらの軽減等に不可欠な大面積成膜時における膜質、及び膜厚の均一化であり、もう1つは光メモリーの低減等に不可欠な膜質の向上である。これらが同時に達成されて初めて感光体の特性向上につながるものである。
【0005】
a−Si膜の膜質向上に関しては、感光体に限らずさまざまな応用を目的として多くの工夫、改善が為され、日々着実にその技術の向上が達せられている。
しかしながら、感光体の“大面積”という特殊性のために、必ずしもこれら技術が有効に作用するものではないというのが現状である。従って、a−Si系感光体製造分野において、大面積に渡る膜質及び膜厚の均一化技術は他のa−Si膜応用分野以上に極めて重要な役割を担うものである。
例えば、a−Si膜形成技術として近年注目を浴びているものの1つにVHF帯の高周波電力を用いたVHFプラズマCVD(以後「VHF−PCVD」と略記する)法がある。VHF−PCVD法は膜堆積速度が速く、また高品質なa−Si膜が得られるため、これを用いた各種製品製造法の開発が意欲的に進められている。しかしながら、このVHF−PCVD法は広範囲にわたって均一なプラズマを得ること、即ち広範囲にわたって均一な膜質、膜厚を得ることが困難であり、このプラズマの均一化という課題の達成なくしてa−Si系感光体製造への導入は実現困難であるという状況にある。逆にいえば、この課題を達成することによりVHF−PCVDに代表される新規a−Si膜作製技術のa−Si系感光体製造技術への導入が可能となり、a−Si系感光体特性の大幅な向上が期待できるものである。
このような状況下で、プラズマCVD法を用いたa−Si系感光体開発においては大面積プラズマ均一化技術の早期向上が強く望まれているものであり、この技術の向上なくして現在における上記要求に応えていくことは困難な状況となっている。
【0006】
そこで、本発明は上記問題を解決し、膜厚、膜質の均一な大面積の成膜が可能な堆積膜の製造装置およびその製造方法、特に、a−Si系感光体における特性向上に不可欠ともいうべき大面積プラズマの均一化を達成し、その特性向上を実現し得る堆積膜の製造装置およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、成膜空間を有する反応容器内に少なくとも原料ガスと高周波電力を導入する手段を有し、前記反応容器内の基体上に堆積膜を形成するプラズマCVD法による堆積膜の製造装置において、前記高周波電力を導入する手段がその高周波電力の供給比率を調整することにより高周波電力を前記成膜空間内に均一に供給する高周波電力供給用電極により構成され、前記高周波電力の供給比率を調整するために、前記高周波電力供給用電極の外部導体と内部導体とからなる同軸構造伝送路の外部導体にスリットが形成された構成を有している。
その高周波電力の供給比率を調整するための手段としては、前記スリットによって調整する構成以外に、前記外部導体の外周に設けた高周波電力放射部の面積、高周波電力放射部と外部導体との距離、内部導体から分岐した高周波電力分割路と外部導体との距離により調整する構成を採用することができる。
また前記内部導体は、外部導体に設けられたスリットを介して外部導体の同一面、またはその外部に部分的に突出するように構成してもよい。
また、本発明においては、外部導体と内部導体との間に原料ガスを導入して電極表面より成膜空間内に供給するように構成すれば一層効果的である。
【0008】
さらに、本発明の堆積膜の製造方法は、成膜空間を有する反応容器内に少なくとも原料ガスと高周波電力を導入する手段を有し、前記反応容器内の基体上に堆積膜を形成するプラズマCVD法による堆積膜の製造方法において、前記高周波電力を導入する手段の高周波電力供給用電極から、前記成膜空間に周波数が20MHz以上450MHz以下のVHF電力を、その供給比率を前記高周波電力供給用電極の外部導体と内部導体とからなる同軸構造伝送路の外部導体に形成したスリットによって調整することにより前記成膜空間内に均一に供給し堆積膜を製造することを特徴としている。
【0009】
【作用】
本発明は、上記のように高周波電力の供給比率を調整することにより、成膜空間へのその供給がきわめて均一になされるものである。
成膜空間への高周波パワーの供給法として、本発明の手段によらず、例えば、棒状電極により行なおうとした場合、一般に高周波電力供給側と非供給側で成膜空間への高周波電力供給密度が大きく異なってしまう点に問題が生じる。
これを解消する手段としてガス流量、圧力、パワー等の成膜条件を最適化することが考えられるが、この場合、パワー供給密度が均一となる条件と膜特性が最良となる条件とが必ずしも一致しないという問題が生じてしまう。
また、他の手段として2本の棒状電極を用い、各々逆方向からパワーを供給するという方法も考えられるが、この場合、高周波電源が2つ必要となるだけでなく、これら2つの電源から供給される高周波電力の位相差によっては、安定したプラズマを得ることが困難であるという問題が生じる。
本発明は上記した構成により大面積プラズマの均一化を達成することができ、それにより装置の大型化、高価格化、プラズマの不安定化を伴うことなく、成膜条件によらず常に大面積における膜質、膜厚の均一化を可能とするものである。
また、本発明においては、周波数20〜450MHzのVHF電力の下でVHF−PCVD法に用いた場合には、VHF−PCVD法の特長である高品質膜の高速堆積を均一な膜厚、膜質を維持しながら達成することができる。
【0010】
以下、図面にもとづいて本発明を説明する。
図1−(1)は本発明に用いることができる高周波電力供給用電極の一例を示したものである。
図1(a)はその概略図、図1(b)は図1(a)における切断線B−B’に沿う概略断面図、また図1(c)は切断線A−A’に沿う概略断面図である。
図において、101は外部導体、102は内部導体、103はスリット、104は前記スリット103が形成されていない電極部(以下、この部分を実施例等において同軸部という)、105は前記スリット103が形成されている電極部(以下、この部分を実施例等において非同軸部という)である。
外部導体101は導電性材料で形成されていても良いし、絶縁性材料の表面に導電性材料をコーティングしても良く、また導電性材料の表面に絶縁性材料をコーティングしても良い。その際のコーテイング部は内面だけでも良いし、外面だけでも良く、あるいは両面行なっても良い。
内部導体102も導電性材料で形成されていても良いし、絶縁材料の表面に導電性材料をコーティングしても良く、また導電性材料の表面に絶縁性材料をコーティングしても良い。また、形状としては筒状であっても良いし、柱状であっても良い。図中には示していないが、外部導体101と内部導体102の間には絶縁材料を部分的あるいは全体的に挿入しても良い。スリット103は外部導体の一部を開口することにより形成される。
形状は特に制限はなく、図中に示したような長方形でも良いし、正方形、円形、楕円形等でも良い。また、これらのスリットは軸方向に長い形状でも良いし、周方向に長い形状でも良い。
スリットの大きさに関しても特に制限はなく、スリットから成膜空間へ所望の高周波電力が供給されるよう適宜調整すれば良いが、スリットが小さくなりすぎると成膜条件によっては反射電力が大きく所望の電力供給ができなくなったり、あるいは外部導体101と内部導体102の間で放電が生起してしまうことがあるので、各成膜条件に適したスリットの大きさを選択する。
スリットの数、配置は各装置、各条件において成膜空間への高周波電力供給が均一になされるように調整されるものであって、スリットの形状、大きさを全て同じにする必要はない。
また、内部導体102は必ずしも全領域において外部導体101内にある必要はなく、図1−(2)に示したように、内部導体102がスリット103を通して部分的に外部導体101より外に突出していても構わないし、外部導体101と同一面まで部分的に突出していても構わない。
内部導体102の一端より供給された高周波電力は、内部導体102と外部導体101で構成される同軸構造伝送路に沿って電極先端方向に伝送される。
途中、スリットが配設された非同軸部105において高周波電力の一部がスリットから成膜空間中に供給される。スリットから成膜空間へ供給される高周波電力の比率はスリットの形状、大きさにより調整することができるが、高周波電力を成膜空間に均一に供給するためのこれら寸法の最適値は生起するプラズマの特性により異なるので一義的に定まるものではなく、用いる成膜条件に応じてこれら寸法を調整する。
また、本発明においては電極の外部導体101と内部導体102の間にガスを流す構成とした場合には以下のような更なる効果を得ることができる。まず、導入するガスがHe、H2等の比較的放電生起しにくいものである場合、前述したような外部導体101と内部導体102の間での放電生起防止が可能となる。また、外部導体101と内部導体102の間で放電が生起しない条件(成膜条件、電極構造)においては、外部導体101と内部導体102の間に原料ガスを導入することができ、これによりガス管が不要となりガス管からの膜剥れによって生じる画像欠陥低減が可能となる。
【0011】
図2は、本発明における高周波電力供給用電極の他の構成例を示したものである。
図2(a)はその概略図、図2(b)は図2(a)における切断線B−B’に沿う概略断面図、また図2(c)は切断線A−A’に沿う概略断面図である。
これは真空気密可能な反応容器内に成膜空間を取り囲むように複数の円筒状基体を配置し、該成膜空間内に少なくとも原料ガスと高周波電力を導入し、成膜空間内にグロー放電を生起することにより前記基体上に堆積膜を形成するプラズマCVD法による非晶質シリコン系感光体製造装置において、該成膜空間内に該高周波電力供給用の電極を有し、該電極の少なくとも一部が2層以上の電力伝送経路を有し、前記高周波電力が該電力伝送経路の最内層より最外層へ伝送され、該最外層より該成膜空間へ供給されるように構成されている。このような構成によっても、先にに説明した構成のものと同様の効果を得ることができる。
以下、図2に基づいてこれを説明する。
図において201は外部電力伝送経路であるところの高周波電力放射部、202は同軸外部導体、203は内部電力伝送経路であるところの同軸内部導体、204は高周波電力分割路である。高周波電力放射部201、同軸外部導体202は導電性材料で形成されていても良いし、絶縁性材料の表面に導電性材料をコーテイングしても良く、また導電性材料の表面に絶縁性材料をコーテイングしても良い。その際のコーテイング部は内面だけでも良いし、外面だけでも良く、あるいは両面行なっても良い。同軸内部導体203、高周波電力分割路204も導電性材料で形成されていても良いし、絶縁材料の表面に導電性材料をコーテイングしても良く、また導電性材料の表面に絶縁性材料をコーテイングしても良い。
また、形状としては筒状であっても良いし、柱状であっても良い。高周波電力放射部201は図に示した円筒状に限られるものではなく、他の形状であっても良い。また、図中には示していないが、同軸外部導体202と同軸内部導体203の間には絶縁材料を部分的あるいは全体的に挿入しても良い。
同軸内部導体203の一端より供給された高周波電力は、同軸内部導体203と同軸外部導体202で構成される同軸構造伝送路に沿って電極先端方向に伝送される。途中、同軸内部導体203から分岐した高周波電力分割路204によりその一部は外部電力伝送経路を兼ねた高周波電力放射部201へ供給され、高周波電力放射部201より成膜空間へと供給される。各高周波電力分割路204に分割される高周波電力の比率は分岐点における高周波電力分割路204側のインピーダンスと同軸内部導体203側のインピーダンスにより決定される。
従って、各高周波電力放射部201への電力供給比率は、各々の高周波電力放射部201の面積、同軸外部導体202との距離、高周波電力分割路204と同軸外部導体202との距離により調整することができるが、高周波電力を成膜空間に均一に供給するためのこれら寸法の最適値は生起するプラズマの特性により異なるので一義的に定まるものではなく、用いる成膜条件に応じてこれら寸法を調整する。
また、本発明においては電極の同軸外部導体202と同軸内部導体203の間にガスを流す構成とした場合には以下のような更なる効果を得ることができる。まず、導入するガスがHe、H2等の比較的放電生起しにくいものである場合、同軸外部導体202と同軸内部導体203の間での異常放電防止の効果を得ることができる。また、同軸外部導体202と同軸内部導体203の間に原料ガスを導入した場合には、ガス管が不要となりガス管からの膜剥れによって生じる画像欠陥低減が可能となる。
【0012】
上記した発明を用いたa−Si系感光体製造装置による堆積膜形成は、概略以下のような手順により行なうことができる。
図3は本発明に用いることができるa−Si系感光体製造装置の一例を示した概略図である。図3において、301は反応容器、302は高周波電極、304は反応容器301の側面に一体的に形成された排気管、305は円筒状基体、306は成膜空間、307は発熱体、308は回転軸、309はモータ、310は減速ギア、311は高周波マッチングボックス、312は高周波電源、351は原料ガス導入管である。
高周波電極302として本発明に用いることができる図1、または図2の構造の電極を用い、まず、反応容器301内を10−7Torr以下まで排気し、ついで、発熱体307により円筒状基体305を所望の温度に加熱保持する。
そして、原料ガス導入管351を介して、原料ガスを反応容器301内に導入する。原料ガスの流量が設定流量となり、また、反応容器301内の圧力が安定したのを確認した後、高周波電源312よリマッチングボックス311を介して高周波電極302へ高周波電力を供給する。高周波電極302より成膜空間306に放射された高周波電力により、成膜空間306においてグロー放電が生起し、原料ガスは励起解離して円筒状基体305上に堆積膜が形成される。
このとき、モータ309を回転させることにより、円筒状基体305の全周にわたって堆積膜を形成することができる。
【0013】
本発明を用いて作製しうるa−Si系感光体の層構成は例えば以下のようなものである。
図9は、層構成を説明するための模式的構成図である。
図9(a)に示す電子写真用感光体900は、支持体901の上にa−Si:H、Xからなり光導電性を有する光導電層902が設けられている。
図9(b)に示す電子写真用感光体900は、支持体901の上に、a−Si:H,Xからなり光導電性を有する光導電層902と、アモルファスシリコン系表面層903とから構成されている。
図9(c)に示す電子写真用感光体900は、支持体901の上に、a−Si:H,Xからなり光導電性を有する光導電層902と、アモルファスシリコン系表面層903と、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層904とから構成されている。
図9(d)に示す電子写真用感光体900は、支持体901の上に、光導電層902が設けられている。該光導電層902はa−Si:H,Xからなる電荷発生層905ならびに電荷輸送層906とからなり、その上にアモルファスシリコン系表面層903が設けられている。
【0014】
本発明における感光体の支持体としては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。
導電性支持体としては、Al、Cr、Mo、Au、In、Nb、Te、V、Ti、Pt、Pd、Fe等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフイルムまたはシート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性支持体の少なくとも光受容層を形成する側の表面を導電処理した支持体も用いることができる。
支持体901の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または板状無端ベルト状であることができ、その厚さは、所望通りの電子写真用感光体900を形成し得るように適宜決定するが、電子写真用感光体900としての可撓性が要求される場合には、支持体901としての機能が充分発揮できる範囲内で可能な限り薄くすることができる。しかしながら、支持体901は製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は10μm以上とされる。
【0015】
つぎに本発明によって製造される感光体の光導電層について説明する。光導電層902は支持体901上に、所望特性が得られるように適宜成膜パラメーターの数値条件が設定されて作成される。光導電層902を形成するには、基本的にはシリコン原子(Si)を供給し得るSi供給用の原料ガスと、水素原子(H)を供給し得るH供給用の原料ガスまたは/及びハロゲン原子(X)を供給し得るX供給用の原料ガスを、内部が減圧にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位置に設置されてある所定の支持体901上にa―Si:H,Xからなる層を形成させる。
また、光導電層902中に水素原子または/及びハロゲン原子が含有されることが必要であるが、これはシリコン原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に光導電性および電荷保持特性を向上させるために必須不可欠であるからである。よって水素原子またはハロゲン原子の含有量、または水素原子とハロゲン原子の和の量はシリコン原子と水素原子または/及びハロゲン原子の和に対して10〜40原子%、より好ましくは15〜25原子%とされるのが望ましい。
Si供給用ガスとなり得る物質としては、SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H10等のガス状態の、またはガス化し得る水素化珪素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点でSiH4、Si2H6が好ましいものとして挙げられる。
そして、形成される光導電層902中に水素原子を構造的に導入し、水素原子の導入割合の制御をいっそう容易になるように図り、良好な膜特性を得るために、これらのガスに更にH2および/またはHeあるいは水素原子を含む珪素化合物のガスも所望量混合して層形成することも効果的である。また、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複数種混合しても差し支えないものである。
またハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効なのは、たとえばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲンをふくむハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状のまたはガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられる。また、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構成要素とするガス状のまたはガス化し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げることができる。好適に使用し得るハロゲン化合物としては、具体的には弗素ガス(F2)、BrF、ClF、ClF3、BrF3、BrF5、IF3、IF7等のハロゲン間化合物を挙げることができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆるハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、具体的には、たとえばSiF4、Si2F6等の弗化珪素が好ましいものとして挙げることができる。
光導電層902中に含有される水素原子または/及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体901の温度、水素原子または/及びハロゲン原子を含有させるために使用される原料物質の反応容器内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。
光導電層902には必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させることが好ましい。伝導性を制御する原子は、光導電層902中に万遍なく均一に分布した状態で含有されても良いし、あるいは層厚方向には不均一な分布状態で含有している部分があってもよい。
前記伝導性を制御する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、p型伝導特性を与える周期律表第IIIb族に属する原子(以後「第IIIb族原子」と略記する)またはn型伝導特性を与える周期律表第Vb族に属する原子(以後「第Vb族原子」と略記する)を用いることができる。第IIIb族原子としては、具体的には、硼素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、タリウム(Tl)等があり、特にB、Al、Gaが好適である。第Vb族原子としては、具体的には燐(P)、砒素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)等があり、特にP、Asが好適である。
光導電層902に含有される伝導性を制御する原子の含有量としては、好ましくは1×10−2〜1×10原子ppm、より好ましくは5×10−2〜5×10原子ppm、最適には1×10−1〜1×10原子ppmとされるのが望ましい。伝導性を制御する原子、たとえば、第IIIb族原子あるいは第Vb族原子を構造的に導入するには、層形成の際に、第IIIb族原子導入用の原料物質あるいは第Vb族原子導入用の原料物質をガス状態で反応容器中に、光導電層902を形成するための他のガスとともに導入してやればよい。第IIIb族原子導入用の原料物質あるいは第Vb族原子導入用の原料物質となり得るものとしては、常温常圧でガス状のまたは、少なくとも層形成条件下で容易にガス化し得るものが採用されるのが望ましい。
そのような第IIIb族原子導入用の原料物質として具体的には、硼素原子導入用としては、B2H6、B4H10、B5H9、B5Hll、B6H10、B6Hl2、B6Hl4等の水素化硼素、BF3、BCl、BBr3等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、AlCl、GaCl、Ga(CH3)3、InCl、TlCl等も挙げることができる。
第Vb族原子導入用の原料物質として有効に使用されるのは、燐原子導入用としては、PH3、P2H4等の水素化燐、PH4I、PF3、PF5、PCl、PCl、PBr3、PBr5、PI3等のハロゲン化燐が挙げられる。この他、AsH3、AsF3、AsCl、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl、SbCl、BiH3、BiCl、BiBr3等も第Vb族原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げることができる。
また、これらの伝導性を制御する原子導入用の原料物質を必要に応じてH2および/またはHeにより希釈して使用してもよい。
さらに光導電層903に炭素原子及び/または酸素原子及び/または窒素原子を含有させることも有効である。炭素原子及び/または酸素原子/及びまたは窒素原子の含有量はシリコン原子、炭素原子、酸素原子及び窒素原子の和に対して好ましくは1×10−5〜10原子%、より好ましくは1×10−4〜8原子%、最適には1×10−3〜5原子%が望ましい。炭素原子及び/または酸素原子及び/または窒素原子は、光導電層中に万遍なく均一に含有されても良いし、光導電層の層厚方向に含有量が変化するような不均一な分布をもたせた部分があっても良い。
光導電層902の層厚は所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは1〜100μm、より好ましくは20〜50μm、最適には23〜45μmとされるのが望ましい。
所望の膜特性を有する光導電層902を形成するには、Si供給用のガスと希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに支持体温度を適宜設定することが必要である。
希釈ガスとして使用するH2および/またはHeの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択される。反応容器内のガス圧も同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合1×10−4〜10Torr、好ましくは5×10−4〜5Torr、最適には1×10−3〜lTorrとするのが好ましい。
光導電層を形成するための支持体温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられるが、条件は通常は独立的に別々に決められるものではなく、所望の特性を有する光受容部材を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望ましい。
【0016】
つぎに、本発明によって製造される感光体の表面層について説明する。
上述のようにして支持体901上に形成された光導電層902の上に、更にアモルファスシリコン系の表面層903を形成することが好ましい。この表面層903は主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性向上を主たる目的として設けられる。
表面層903は、アモルファスシリコン系の材料であればいれずの材質でも可能であるが、例えば、水素原子(H)及び/またはハロゲン原子(X)を含有し、更に炭素原子を含有するアモルファスシリコン(以下「a−SiC:H,X」と表記する)、水素原子(H)及び/またはハロゲン原子(X)を含有し、更に酸素原子を含有するアモルファスシリコン(以下「a−SiO:H,X」と表記する)、水素原子(H)及び/またはハロゲン原子(X)を含有し、更に窒素原子を含有するアモルファスシリコン(以下「a−SiN:H,X」と表記する)、水素原子(H)及び/またはハロゲン原子(X)を含有し、更に炭素原子、酸素原子、窒素原子の少なくとも一つを含有するアモルファスシリコン(以下「a―SiCON:H,X」と表記する)等の材料が好適に用いられる。
表面層903は真空堆積膜形成方法によって、所望特性が得られるように適宜成膜パラメーターの数値条件が設定されて作成される。
例えば、a−SiC:H,Xよりなる表面層903を形成するには、基本的にはシリコン原子(Si)を供給し得るSi供給用の原料ガスと、炭素原子(C)を供給し得るC供給用の原料ガスと、水素原子(H)を供給し得るH供給用の原料ガスまたは/及びハロゲン原子(X)を供給し得るX供給用の原料ガスを、内部を減圧にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位置に設置された光導電層902を形成した支持体901上にa−SiC:H,Xからなる層を形成すればよい。
表面層の材質としてはシリコンを含有するアモルファス材料ならば何れでも良いが、炭素、窒素、酸素より選ばれた元素を少なくとも1つ含むシリコン原子との化合物が好ましく、特にa−SiCを主成分としたものが好ましい。
表面層をa−SiCを主成分として構成する場合の炭素量は、シリコン原子と炭素原子の和に対して30%から90%の範囲が好ましい。
また、表面層903中に水素原子または/及びハロゲン原子が含有されることが必要であるが、これはシリコン原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に光導電性特性および電荷保持特性を向上させるために重要である。水素含有量は、構成原子の総量に対して通常の場合30〜70原子%、好適には35〜65原子%、最適には40〜60原子%とするのが望ましい。また、弗素原子の含有量として、通常の場合は0.01〜15原子%、好適には0.1〜l0原子%、最適には0.6〜4原子%とされるのが望ましい。
表面層の形成において使用されるシリコン(Si)供給用ガスとなり得る物質としては、SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H10等のガス状態の、またはガス化し得る水素化珪素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点でSiH4、Si2H6が好ましいものとして挙げられる。また、これらのSi供給用の原料ガスを必要に応じてH2、He、Ar、Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。
炭素供給用ガスとなり得る物質としては、CH4、C2H6、C3H8、C4H10等のガス状態の、またはガス化し得る炭化水素が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点でCH4、C2H6が好ましいものとして挙げられる。また、これらのC供給用の原料ガスを必要に応じてH2、He、Ar、Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。
窒素または酸素供給用ガスとなり得る物質としては、NH3、NO、N2O、NO2、O2、CO、CO2、N2等のガス状態の、またはガス化し得る化合物が有効に使用されるものとして挙げられる。また、これらの窒素、酸素供給用の原料ガスを必要に応じてH2、He、Ar、Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。
また、形成される表面層903中に導入される水素原子の導入割合の制御をいっそう容易になるように図るために、これらのガスに更に水素ガスまたは水素原子を含む珪素化合物のガスも所望量混合して層形成することが好ましい。また、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複数種混合しても差し支えないものである。
ハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効なのは、たとえばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲンをふくむハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状のまたはガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられる。また、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構成要素とするガス状のまたはガス化し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げることができる。本発明において好適に使用し得るハロゲン化合物としては、具体的には弗素ガス(F2)、BrF、ClF、ClF3、BrF3、BrF5、IF3、IF7等のハロゲン間化合物を挙げることができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆるハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、具体的には、たとえばSiF4、Si2F6等の弗化珪素が好ましいものとして挙げることができる。
表面層903中に含有される水素原子または/及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体901の温度、水素原子または/及びハロゲン原子を含有させるために使用される原料物質の反応容器内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。
炭素原子及び/または酸素原子及び/または窒素原子は、表面層中に万遍なく均一に含有されても良いし、表面層の層厚方向に含有量が変化するような不均一な分布をもたせた部分があっても良い。
さらに表面層903には必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させることが好ましい。伝導性を制御する原子は、表面層903中に万遍なく均一に分布した状態で含有されても良いし、あるいは層厚方向には不均一な分布状態で含有している部分があってもよい。
前記の伝導性を制御する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、p型伝導特性を与える周期律表第IIIb族に属する原子(以後「第IIIb族原子」と略記する)またはn型伝導特性を与える周期律表第Vb族に属する原子(以後「第Vb族原子」と略記する)を用いることができる。第IIIb族原子としては、具体的には、硼素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、タリウム(Tl)等があり、特にB、Al、Gaが好適である。第Vb族原子としては、具体的には燐(P)、砒素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)等があり、特にP、Asが好適である。
表面層903に含有される伝導性を制御する原子の含有量としては、好ましくは1×10−3〜1×10原子ppm、より好ましくは1×10−2〜5×10原子ppm、最適には1×10−1〜1×10原子ppmとされるのが望ましい。伝導性を制御する原子、たとえば、第IIIb族原子あるいは第Vb族原子を構造的に導入するには、層形成の際に、第IIIb族原子導入用の原料物質あるいは第Vb族原子導入用の原料物質をガス状態で反応容器中に、表面層903を形成するための他のガスとともに導入してやればよい。第IIIb族原子導入用の原料物質あるいは第Vb族原子導入用の原料物質となり得るものとしては、常温常圧でガス状のまたは、少なくとも層形成条件下で容易にガス化し得るものが採用されるのが望ましい。そのような第IIIb族原子導入用の原料物質として具体的には、硼素原子導入用としては、B2H6、B4H10、B5H9、B5H11、B6H10、B6H12、B6H14等の水素化硼素、BF3、BCl、BBr3等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、AlCl、GaCl、Ga(CH3)3、InCl、TlCl等も挙げることができる。
第Vb族原子導入用の原料物質として、有効に使用されるのは、燐原子導入用としては、PH3、P2H4等の水素化燐、PH4I、PF3、PF5、PCl、PCl、PBr3、PBr5、PI3等のハロゲン化燐が挙げられる。この他、AsH3、AsF3、AsCl、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl、SbCl、BiH3、BiCl、BiBr3等も第Vb族原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げることができる。
また、これらの伝導性を制御する原子導入用の原料物質を必要に応じてH2、He、Ar、Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。
表面層903の層厚としては、通常0.01〜3μm、好適には0.05〜2μm、最適には0.1〜lμmとされるのが望ましいものである。層厚が0.01μmよりも薄いと光受容部材を使用中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、3μmを越えると残留電位の増加等の電子写真特性の低下がみられる。
表面層904は、その要求される特性が所望通りに与えられるように注意深く形成される。即ち、Si、C及び/またはN及び/またはO、H及び/またはXを構成要素とする物質はその形成条件によって構造的には結晶からアモルファスまでの形態を取り、電気物性的には導電性から半導体性、絶縁性までの間の性質を、又、光導電的性質から非光導電的性質までの間の性質を各々示すので、本発明においては、目的に応じた所望の特性を有する化合物が形成される様に、所望に従ってその形成条件の選択が厳密になされる。
例えば、表面層903を耐圧性の向上を主な目的として設けるには、使用環境において電気絶縁性的挙動の顕著な非単結晶材料として作成される。
又、連続繰り返し使用特性や使用環境特性の向上を主たる目的として表面層903が設けられる場合には、上記の電気絶縁性の度合はある程度緩和され、照射される光に対して有る程度の感度を有する非単結晶材料として形成される。
目的を達成し得る特性を有する表面層903を形成するには、支持体901の温度、反応容器内のガス圧を所望にしたがって、適宜設定する必要がある。
支持体901の温度(Ts)は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ましくは200〜350℃、より好ましくは230〜330℃、最適には250〜300℃とするのが望ましい。
反応容器内のガス圧も同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ましくは1×10−4〜10Torr、より好ましくは5×10−4〜5Torr、最適には1×10−3〜lTorrとするのが好ましい。
表面層を形成するための支持体温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられるが、条件は通常は独立的に別々に決められるものではなく、所望の特性を有する光受容部材を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望ましい。
また表面層903と光導電層902との間に炭素原子及び/または酸素原子及び/または窒素原子の含有量が光導電層902に向かって連続的に減少する領域を設けても良い。これにより表面層と光導電層の密着性を向上させ、界面での光の反射による干渉の影響をより少なくすることができると同時に、界面でのキャリアのトラップを防止し、感光体特性向上を達し得る。
【0017】
つぎに、本発明によって製造される感光体の電荷注入阻止層について説明する。
必要に応じて導電性支持体と光導電層との間に、導電性支持体側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻止層を設けてもよい。すなわち、電荷注入阻止層は感光体が一定極性の帯電処理をその表面に受けた際、支持体側より光導電層側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電処理を受けた際にはそのような機能は発揮されない、いわゆる極性依存性を有している。そのような機能を付与するために、電荷注入阻止層には伝導性を制御する原子を光導電層に比べ比較的多く含有させる。
該層に含有される伝導性を制御する原子は、該層中に万遍なく均一に分布されても良いし、あるいは層厚方向には万遍なく含有されてはいるが、不均一に分布する状態で含有している部分があってもよい。分布濃度が不均一な場合には、支持体側に多く分布するように含有させるのが好適である。
しかしながら、いずれの場合にも支持体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万遍なく含有されることが面内方向における特性の均一化をはかる点からも必要である。
電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、p型伝導特性を与える周期律表第IIIb族に属する原子(以後「第IIIb族原子」と略記する)またはn型伝導特性を与える周期律表第Vb族に属する原子(以後「第Vb族原子」と略記する)を用いることができる。
第IIIb族原子としては、具体的には、B(ほう素),Al(アルミニウム),Ga(ガリウム),In(インジウム),Ta(タリウム)等があり、特にB,Al,Gaが好適である。第Vb族原子としては、具体的にはP(リン),As(砒素),Sb(アンチモン),Bi(ビスマス)等があり、特にP,Asが好適である。
電荷注入阻止層中に含有される伝導性を制御する原子の含有量としては、所望にしたがって適宜決定されるが、好ましくは10〜1×10原子ppm、より好適には50〜5×10原子ppm、最適には1×10〜1×10原子ppmとされるのが望ましい。
さらに、電荷注入阻止層には、炭素原子、窒素原子及び酸素原子の少なくとも一種を含有させることによって、該電荷注入阻止層に直接接触して設けられる他の層との間の密着性の向上をよりいっそう図ることができる。
該層に含有される炭素原子または窒素原子または酸素原子は該層中に万遍なく均一に分布されても良いし、あるいは層厚方向には万遍なく含有されてはいるが、不均一に分布する状態で含有している部分があってもよい。しかしながら、いずれの場合にも支持体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万遍なく含有されることが面内方向における特性の均一化をはかる点からも必要である。
電荷注入阻止層の全層領域に含有される炭素原子及び/または窒素原子および/または酸素原子の含有量は、本発明の目的が効果的に達成されるように適宜決定されるが、一種の場合はその量として、二種以上の場合はその総和として、好ましくは1×10−3〜50原子%、より好適には5×10−3〜30原子%、最適には1×10−2〜10原子%とされるのが望ましい。
また、電荷注入阻止層に含有される水素原子および/またはハロゲン原子は層内に存在する未結合手を補償し膜質の向上に効果を奏する。電荷注入阻止層中の水素原子またはハロゲン原子あるいは水素原子とハロゲン原子の和の含有量は、好適には1〜50原子%、より好適には5〜40原子%、最適には10〜30原子%とするのが望ましい。
電荷注入阻止層の層厚は所望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等の点から好ましくは0.1〜5μm、より好ましくは0.3〜4μm、最適には0.5〜3μmとされるのが望ましい。
電荷注入阻止層を形成するには、前述の光導電層を形成する方法と同様の真空堆積法が採用される。光導電層902と同様に、Si供給用のガスと希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに支持体901の温度を適宜設定することが必要である。
希釈ガスであるH2および/またはHeの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、Si供給用ガスに対しH2および/またはHeを、通常の場合1〜20倍、好ましくは3〜15倍、最適には5〜10倍の範囲に制御することが望ましい。
反応容器内のガス圧も同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合1×10−4〜10Torr、好ましくは5×10−4〜5Torr、最適には1×10−3〜lTorrとするのが好ましい。
電荷注入阻止層を形成するための希釈ガスの混合比、ガス圧、放電電力、支持体温度の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられるが、これらの層作成ファクターは通常は独立的に別々に決められるものではなく、所望の特性を有する表面層を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて各層作成ファクターの最適値を決めるのが望ましい。
支持体901と光導電層902あるいは電荷注入阻止層904との間の密着性の一層の向上を図る目的で、例えば、Si3N4、SiO2、SiO、あるいはシリコン原子を母体とし、水素原子及び/またはハロゲン原子と、炭素原子及び/または酸素原子及び/または窒素原子とを含む非晶質材料等で構成される密着層を設けても良い。更に、支持体からの反射光による干渉模様の発生を防止するための光吸収層を設けても良い。
【0018】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらにより何等制限されるものではない。
【0019】
[実施例1]
図3に示す電子写真用感光体の製造装置を用い、高周波電極として図4−(1)に示す構造の電極を用い、直径108mm、長さ358mmの円筒状アルミニウムシリンダー上に、表1に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を作製した。VHF電源312の発振周波数は450MHzとした。電極の全長は400mm、外部導体101は外径40mm、内径36mmのSUS304製である。内部導体102は外径10mmの円柱状である。また、スリット103は外部導体軸方向に5個、周方向には3こ、合計15個を配置した。スリットの配置位置は図4−(1)中に示した通りであり、a,k=15mm、b,d,f,h,j=50mm、c,e,g,i=30mmである。スリット幅(周方向)は30mmとした。
このような条件で作製されたa−Si感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6060に設置し、感光体の特性の評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「帯電能・感度むら」、「総合画像特性」の5項目とし、以下の具体的評価法により各項目の評価を行なった。
「帯電能」・・・複写機の主帯電器に一定の電流を流したときの現像器位置での暗部電位を測定する。したがって、暗部電位が大きいほど帯電能が良好であることを示す。感光体軸方向測定位置は中央位置とした。
「感度」・・・現像器位置での暗部電位が一定値となるよう主帯電器電流を調整した後、原稿に反射濃度0.01以下の所定の白紙を用い、現像器位置での明部電位が所定の値となるよう像露光光量を調整した際の像露光光量により評価する。したがって、像露光光量が少ないほど感度が良好であることを示す。感光体軸方向測定位置は中央位置とした。
「光メモリー」・・・現像器位置における暗部電位が所定の値となるよう主帯電器の電流値を調整した後、所定の白紙を原稿とした際の明部電位が所定の値となるよう像露光光量を調整する。この状態でキヤノン製ゴーストテストチャート(部品番号:FY9−9040)に反射濃度1.1、直径5mmの黒丸を貼りつけたものを原稿台に置き、その上にキヤノン製中間調チャートを重ねておいた際のコピー画像において、中間調コピー上に認められるゴーストチャートの直径5mmの黒丸の反射濃度と中間調部分の反射濃度との差を測定することにより行なった。
「帯電能・感度むら」・・・帯電能及び感度を上述した方法により、感光体軸方向にlcm間隔で35点測定し、それら測定値の最大値と最小値の差により評価した。
「総合画像特性」・・・画像流れ、ドラム上球状突起に起因する画像欠陥等を含め、コピー画像を総合的に判断した。
評価結果を表2に示す。いずれの項目においても良好な結果が得られ、本発明により特性むらが充分に抑えられた状態で特性が非常に優れたa−Si系感光体が作製されることが確認された。
【0020】
[実施例2]
図3に示す電子写真用感光体の製造装置を用い、実施例1と同様にして、直径108mm、長さ358mmの円筒状アルミニウムシリンダー上に、表1に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を作製した。VHF電源312の発振周波数は実施例lと同様に450MHzとした。電極の全長は400mm、外部導体401は外径40mm、内径36mmのSUS304製である。内部導体402は外径10mmの円柱状である。また、スリット403は外部導体軸方向に5個、周方向には3こ、合計15個を配置した。スリットの配置位置は図4−(1)中に示した通りであり、a,c,e,g,i,k=25mm、b=50mm、d=40mm、f=30mm、h=60mm、j=70mmである。スリット幅(周方向)は30mmとした。
このような条件で作製されたa−Si感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6060に設置し、感光体の特性の評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「帯電能・感度むら」、「総合画像特性」の5項目とし、実施例lと同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。
評価結果を表2に示す。いずれの項目においても良好な結果が得られ、本発明により特性むらが極めて均一に抑えられた状態で特性が非常に優れたa―Si系感光体が作製されることが確認された。
【0021】
(比較例1)
高周波電極として、直径40mm、長さ400mmのSUS304製棒状電極を用いる以外は実施例lと同様にして、図3に示す電子写真用感光体の製造装置を用い、表1に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を作製した。VHF電源312の発振周波数は実施例1と同様に450MHzとした。
作製されたa−Si感光体を実施例1に用いた本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6060に設置し、感光体の特性の評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「帯電能・感度むら」、「総合画像特性」の5項目とし、実施例1と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。
評価結果を表2に示す。実施例1、2と比較し、帯電能・感度むらが大きく、またその他の特性も実施例1、2と比べ不十分なものであった。
【0022】
【表1】

Figure 0003630765
【0023】
【表2】
Figure 0003630765
[実施例3]
図3に示す電子写真用感光体の製造装置を用い、高周波電極として図4−(2)に示す構造の電極を用い、直径108mm、長さ358mmの円筒状アルミニウムシリンダー上に、表3に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を作製した。VHF電源312の発振周波数は20MHzとした。電極の全長は400mm、外部導体401は外径20mm、内径16mmのSUS304製である。内部導体402は外径8mmの円柱状であり、各スリット部において図4−(2)に示したような突出部を設けた。突出部はスリット形状よりも各辺6mm小さく、外部導体表面より外部に2mm突出している。スリット403は外部導体軸方向に5個、周方向には3こ、合計15個を配置した。スリットの配置位置は図4−(2)中に示した通りであり、a,c,e,g,i,k=25mm、b,j=60mm、d,h=50mm、f=30mmである。スリット幅(周方向)は15mmとした。
このような条件で作製されたa−Si感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6060に設置し、感光体の特性の評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「帯電能・感度むら」、「総合画像特性」の5項目とし、実施例1と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。評価結果を表4に示す。いずれの項目においても良好な結果が得られ、本発明により特性むらが極めて均一に抑えられた状態で特性が非常に優れたa−Si系感光体が作製されることが確認された。
【0024】
(比較例2)
高周波電極として、直径20mm、長さ400mmのSUS304製棒状電極を用いる以外は実施例3と同様にして、図3に示す電子写真用感光体の製造装置を用い、表2に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を作製した。VHF電源312の発振周波数は実施例3と同様に20MHzとした。作製されたa−Si感光体を実施例2に用いた本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6060に設置し、感光体の特性の評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「帯電能・感度むら」、「総合画像特性」の5項目とし、実施例1と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。評価結果を表4に示す。実施例3と比較し、特性は不十分なものであり、特に帯電能・感度むらにおいて大きな差異が認められた。
【0025】
【表3】
Figure 0003630765
【0026】
【表4】
Figure 0003630765
[実施例4]
実施例2に用いた電極を改造し、図5に示すようにスリット部に直径1mmの穴を1個/cmの密度で形成したテフロン材を埋め込み、本実施例用の電極とした。図5において(b)は(a)におけるB−B’での断面を示したものであり、501は外部導体、502は内部導体、503は外部導体501に設けられたスリットであり、テフロン材により埋められている。テフロン材には上述したように、1個/cmの密度で直径1mmのガス噴出口506が設けられている。504は同軸部、505は非同軸部を示している。このような電極を図3に示すa−Si系感光体製造装置に設置し、更に図3中に示されている原料ガス導入管351を除去した。代わって図5に示した構造の高周波電極302の内部導体と外部導体の間に原料ガスを導入し、スリット部のテフロン材に設けられたガス噴出口(図5中506)より成膜空間内に原料ガスを導入した。
このような装置構成により、直径108mm、長さ358mmの円筒状アルミニウムシリンダー上に、表5に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を作製した。VHF電源312の発振周波数は105MHzとした。電極の全長は400mm、外部導体501は外径40mm、内径36mmのSUS304製であり、内部導体502は外径10mmの円柱状である。また、スリット503は外部導体軸方向に5個、周方向には3こ、合計15個を配置されている。スリットの配置位置、各スリットの寸法は実施例2と同様とした。このような条件で作製されたa−Si感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6060に設置し、感光体の特性の評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「帯電能・感度むら」、「総合画像特性」の5項目とし、実施例1と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。評価結果を表6に示す。いずれの項目においても良好な結果が得られ、本発明により特性むらが極めて均一に抑えられた状態で特性が非常に優れたa−Si系感光体が作製されることが確認された。また、本実施例において高周波電極と原料ガス導入管を兼用させたことにより、作製された感光体上の球状突起が減少し、画像欠陥が非常に少ない極めて良好な電子写真画像が得られた。
【0027】
(比較例3)
図3に示す電子写真用感光体の製造装置を用い、高周波電極として直径401mm、長さ400mmのSUS304製棒状電極を用いて実施例4と同様に表5に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を作製した。VHF電源312の発振周波数は実施例4と同様に105MHzとした。
作製されたa−Si感光体を実施例4に用いた本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6060に設置し、感光体の特性の評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「帯電能・感度むら」、「総合画像特性」の5項目とし、実施例1と同様の具体的評価法により各項目の評価を行った。
評価結果を表6に示す。実施例4と比較し、特性は不十分なものであり、特に帯電能・感度むら、及び感光体上の球状突起に起因する画像欠陥において大きな差異が認められた。
【0028】
【表5】
Figure 0003630765
【0029】
【表6】
Figure 0003630765
[実施例5]
図3に示す電子写真用感光体の製造装置を用い、高周波電極として図6に示す構造の電極を用い、直径108mm、長さ358mmの円筒状アルミニウムシリンダー上に、表7に示す条件で電荷輸送層、電荷発生層、表面層からなる感光体を作製した。VHF電源312の発振周波数は200MHzとした。電極の全長は400mm、外部導体602は外径20mm、内径16mmのSUS304製である。内部導体603は外径8mmの円柱状である。高周波電力放射部601はSUS304製であり、外径30mm、厚さlmmの円筒状である。内部導体603から直径2mmの柱状の高周波電力分割路604が外部導体602に設けられた直径6mmの孔を通じて高周波電力放射部601に接続されている。高周波電力分割路604は各点において、周方向に120度間隔で3本ずつ設けられている。高周波電力分割路604は外部導体軸方向に5個配置されており、各部の寸法はa,k=15mm、b,d,f,h,j=50mm、c,e,g,i=30mmである。
このような条件で作製されたa−Si感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6060に設置し、感光体の特性の評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「帯電能・感度むら」、「総合画像特性」の5項目とし、実施例1と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。評価結果を表8に示す。いずれの項目においても良好な結果が得られ、本発明により特性むらが充分に抑えられた状態で特性が非常に優れたa−Si系感光体が作製されることが確認された。
【0030】
[実施例6]
図3に示す電子写真用感光体の製造装置を用い、実施例5と同様にして、直径108mm、長さ358mmの円筒状アルミニウムシリンダー上に、表7に示す条件で電荷輸送層、電荷発生層、表面層からなる感光体を作製した。VHF電源312の発振周波数は200MHzとした。電極の全長は400mm、外部導体602は外径20mm、内径16mmのSUS304製である。内部導体603は外径8mmの円柱状である。高周波電力放射部601はSUS304製であり、外径30mm、厚さlmmの円筒状である。内部導体603から直径2mmの柱状の高周波電力分割路604が外部導体602に設けられた直径6mmの孔を通じて高周波電力放射部601に接続されている。高周波電力分割路604は各点において、周方向に120度間隔で3本ずつ設けられている。高周波電力分割路604は外部導体軸方向に5個配置されており、各部の寸法はa,c,e,g,i,k=25mm、b=50mm、d=40mm、f=30mm、h=60mm、j=70mmである。スリット幅(周方向)は30mmとした。
このような条件で作製されたa―Si感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6060に設置し、感光体の特性の評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「帯電能・感度むら」、「総合画像特性」の5項目とし、実施例1と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。評価結果を表8に示す。いずれの項目においても良好な結果が得られ、本発明により特性むらが極めて均一に抑えられた状態で特性が非常に優れたa−Si系感光体が作製されることが確認された。
【0031】
(比較例4)
高周波電極として、直径20mm、長さ400mmのSUS304製棒状電極を用いる以外は実施例5と同様にして、図3に示す電子写真用感光体の製造装置を用い、表7に示す条件で電荷輸送層、電荷発生層、表面層からなる感光体を作製した。VHF電源312の発振周波数は実施例5、6と同様に200MHzとした。
作製されたa−Si感光体を実施例5、6に用いた本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6060に設置し、感光体の特性の評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「帯電能・感度むら」、「総合画像特性」の5項目とし、実施例1と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。評価結果を表8に示す。実施例5、6と比較し、帯電能・感度むらが大きく、またその他の特性も実施例5、6と比べ不十分なものであった。
【0032】
【表7】
Figure 0003630765
【0033】
【表8】
Figure 0003630765
[実施例7]
図3に示す電子写真用感光体の製造装置を用い、高周波電極として実施例6と同様に図6に示す構造の電極を用い、直径108mm、長さ358mmの円筒状アルミニウムシリンダー上に、表9に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を作製した。VHF電源312の発振周波数は450MHzとした。電極の全長は400mm、外部導体602は外径30mm、内径26mmのSUS304製である。内部導体603は外径15mmの円柱状である。高周波電力放射部601はSUS304製であり、外径40mm、厚さlmmの円筒状である。内部導体603から直径2mmの柱状の高周波電力分割路604が外部導体602に設けられた直径8mmの孔を通じて高周波電力放射部601に接続されている。高周波電力分割路604は各点において、周方向に120度間隔で3本ずつ設けられている。高周波電力分割路604は外部導体軸方向に5個配置されており、各部の寸法はa,c,e,g,i,k=25mm、b=50mm、d=40mm、f=30mm、h=60mm、j=70mmである。スリット幅(周方向)は30mmとした。
このような条件で作製されたa−Si感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6060に設置し、感光体の特性の評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「帯電能・感度むら」、「総合画像特性」の5項目とし、実施例1と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。評価結果を表10に示す。いずれの項目においても良好な結果が得られ、本発明により特性むらが極めて均一に抑えられた状態で特性が非常に優れたa―Si系感光体が作製されることが確認された。
【0034】
(比較例5)
高周波電極として、直径30mm、長さ400mmのSUS304製棒状電極を用いる以外は実施例7と同様にして、図3に示す電子写真用感光体の製造装置を用い、表9に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を作製した。VHF電源312の発振周波数は実施例7と同様に450MHzとした。
作製されたa−Si感光体を実施例7に用いた本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6060に設置し、感光体の特性の評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「帯電能・感度むら」、「総合画像特性」の5項目とし、実施例1と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。評価結果を表10に示す。実施例7と比較し、特性は不十分なものであり、特に帯電能・感度むらにおいて大きな差異が認められた。
【0035】
【表9】
Figure 0003630765
【0036】
【表10】
Figure 0003630765
[実施例8]
実施例6に用いた電極を外部導体602と内部導体603の間に原料ガスを流せるように改造し、その電極を図3に示すa−Si系感光体製造装置に設置し、更に図3中に示されている原料ガス導入管351を除去した。原料ガスは外部導体602と内部導体603の間を通り、外部導体602に設けられた高周波電力分割路用孔を経、外部導体602と高周波電力放射部601の間を通過した後、成膜空間ヘ供給される。
このような装置構成により、直径108mm、長さ358mmの円筒状アルミニウムシリンダー上に、表11に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を作製した。VHF電源312の発振周波数は20MHzとした。このような条件で作製されたa−Si感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6060に設置し、感光体の特性の評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「帯電能・感度むら」、「総合画像特性」の5項目とし、実施例1と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。評価結果を表12に示す。いずれの項目においても良好な結果が得られ、本発明により特性むらが極めて均一に抑えられた状態で特性が非常に優れたa−Si系感光体が作製されることが確認された。また、本実施例において高周波電極と原料ガス導入管を兼用させたことにより、作製された感光体上の球状突起が減少し、画像欠陥が非常に少ない極めて良好な電子写真画像が得られた。
【0037】
(比較例6)
図3に示す電子写真用感光体の製造装置を用い、高周波電極として直径20mm、長さ400mmのSUS304製棒状電極を用いて実施例4と同様に表11に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を作製した。VHF電源312の発振周波数は実施例8と同様に20MHzとした。
作製されたa−Si感光体を実施例8に用いた本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6060に設置し、感光体の特性の評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「帯電能・感度むら」、「総合画像特性」の5項目とし、実施例1と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。評価結果を表12に示す。実施例8と比較し、特性は不十分なものであり、特に帯電能・感度むら、及び感光体上の球状突起に起因する画像欠陥において大きな差異が認められた。
【0038】
【表11】
Figure 0003630765
【0039】
【表12】
Figure 0003630765
[実施例9]
実施例6に用いた電極を外部導体602と内部導体603の間にHeガスを流せるように改造し、その電極を図3に示すa−Si系感光体製造装置に設置した。Heガスは外部導体602と内部導体603の間を通り、外部導体602に設けられた高周波電力分割路用孔を経、外部導体602と高周波電力放射部601の間を通過した後、成膜空間へ供給される。Heガスの流量は1000sccmとした。一方、原料ガスは原料ガス導入管351より成膜空間へ供給される。
このような装置構成により、直径108mm、長さ358mmの円筒状アルミニウムシリンダー上に、表13に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を作製した。VHF電源312の発振周波数は300MHzとした。
このような条件で作製されたa−Si感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6060に設置し、感光体の特性の評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「帯電能・感度むら」、「総合画像特性」の5項目とし、実施例1と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。評価結果を表14に示す。いずれの項目においても良好な結果が得られ、本発明により特性むらが極めて均一に抑えられた状態で特性が非常に優れたa−Si系感光体が作製されることが確認された。
【0040】
【表13】
Figure 0003630765
【0041】
【表14】
Figure 0003630765
【0042】
【発明の効果】
本発明は、以上のように、その高周波電力の供給比率を調整することによって高周波電力を成膜空間内に均一に供給することができ、大面積プラズマの均一化の達成によって、装置の大型化、高価格化、プラズマの不安定化を伴うことなく、成膜条件によらず常に大面積における膜質、膜厚の均一な堆積膜を製造することができる。
特に20〜450MHzのVHF電力を用いてa−Si系感光体を製造する場合には、帯電能、感度等の電気特性及び光メモリー、画像流れ、画像欠陥等の画像特性共に良好で、帯電能むら、感度むらが極めて軽減された良好なa−Si系感光体を製造することができる。
また、本発明に関わる高周波電力供給用電極と原料ガス導入管を兼用させた場合には、より効果的に画像欠陥の抑制を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のa−Si系感光体製造装置に用いることができる高周波電力供給用電極の一例を示した図である。
【図2】本発明のa−Si系感光体製造装置に用いることができる高周波電力供給用電極の一例を示した図である。
【図3】本発明に用いることができるa−Si系感光体製造装置の一例を示した概略図である。
【図4】(1)は本発明の実施例1〜2に、また(2)は本発明の実施例3に用いた高周波電力供給用電極の一例を示した図である。
【図5】本発明の実施例4に用いた高周波電力供給用電極の一例を示した図である。
【図6】本発明の実施例5〜9に用いた高周波電力供給用電極の一例を示した図である。
【図7】従来のRF帯の周波数を用いたRFプラズマCVD法による電子写真用光受容部材の製造装置の一例を示した模式的な構成図である。
【図8】従来のMW帯の周波数を用いたMWプラズマCVD法による電子写真用光受容部材の製造装置の一例を示した模式的な構成図である。
【図9】a−Si系感光体の層構成の一例を示した図である。
【符号の説明】
101、401、501・・・・・・・・・・外部導体
102、402、502・・・・・・・・・・内部導体
103、403、503・・・・・・・・・・スリット
104、504・・・・・・・・・・同軸部
105、505・・・・・・・・・・非同軸部
506・・・・・・・・・ ガス噴出口
201、601・・・・・・・・・・高周波電力放射部
202、602・・・・・・・・・ 外部導体
203、603・・・・・・・・・・内部導体
204、604・・・・・・・・・・高周波電力分割路
301・・・・・・・・・・反応容器
302・・・・・・・・・・VHF電極
304・・・・・・・・・・排気管
305・・・・・・・・・・円筒状基体
306・・・・・・・・・・成膜空間
307・・・・・・・・・・発熱体
308・・・・・・・・・・回転軸
309・・・・・・・・・・モータ
310・・・・・・・・・・減速ギア
311・・・・・・・・・・高周波マッチングボックス
312・・・・・・・・・・高周波電源
351・・・・・・・・・・原料ガス導入管
7100・・・・・・・・・堆積装置
7111・・・・・・・・・・反応容器
7112・・・・・・・・・・円筒状基体
7113・・・・・・・・・・支持体加熱用ヒーター
7114・・・・・・・・・・原料ガス導入管
7115・・・・・・・・・・マッチングボックス
7116・・・・・・・・・・原料ガス配管
7117・・・・・・・・・・反応容器リークバルブ
7118・・・・・・・・・・メイン排気バルブ
7119・・・・・・・・・・真空計
7200・・・・・・・・・・原料ガス供給装置
7211〜7216・・・・・・・・・・マスフローコントローラー
7221〜7226・・・・・・・・・・原料ガスボンベ
7231〜7236・・・・・・・・・・原料ガスボンベバルブ
7241〜7246・・・・・・・・・・ガス流入バルブ
7251〜7256・・・・・・・・・・ガス流出バルブ
7261〜7266・・・・・・・・・・圧力調整器
801・・・・・・・・・・反応容器
802・・・・・・・・・・誘電体窓
803・・・・・・・・・・導波管
804・・・・・・・・・・排気管
805・・・・・・・・・・円筒状基体
806・・・・・・・・・ 成膜空問
807・・・・・・・・・・発熱体
808・・・・・・・・・・回転軸
809・・・・・・・・・・モータ
810・・・・・・・・・・減速ギア
851・・・・・・・・・・原料ガス導入管
900・・・・・・・・・・電子写真用感光体
901・・・・・・・・・・支持体
902・・・・・・・・・・光導電層
903・・・・・・・・・・表面層
904・・・・・・・・・・電荷注入阻止層
905・・・・・・・・・・電荷発生層
906・・・・・・・・・・電荷輸送層[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an apparatus for manufacturing a deposited film, particularly an electrophotographic amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) -based photoreceptor using a plasma CVD method, and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
The photoconductive material forming the electrophotographic photoreceptor has high sensitivity, a high S / N ratio [photocurrent (Ip) / dark current (Id)], and an absorption spectrum suitable for the spectral characteristics of the electromagnetic wave to be irradiated. In addition, characteristics such as fast photoresponsiveness, a desired dark resistance value, and harmlessness to the human body during use are required.
In particular, in the case of an electrophotographic light-receiving member incorporated in an electrophotographic apparatus used as an office machine in an office, the above-described pollution-free property is an important point. Hydrogenated amorphous silicon (hereinafter referred to as “a-Si: H”) is a photoconductive material exhibiting excellent properties in this respect. For example, Japanese Patent Publication No. 60-35059 discloses light for electrophotography. Application as a receiving member is described.
In the conventional electrophotographic photoreceptor described above, generally, a conductive support is heated to 50 ° C. to 400 ° C., and a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a thermal CVD method is applied on the support. Then, a photoconductive layer made of a-Si is formed by a film forming method such as a photo CVD method or a plasma CVD method.
Among these, a plasma CVD method, that is, a method of decomposing a source gas by direct current, high frequency or microwave glow discharge to form an a-Si deposited film on a support is put to practical use.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-83746 discloses an electrophotography comprising a conductive support and an a-Si (hereinafter referred to as “a-Si: X”) photoconductive layer containing a halogen atom as a constituent element. Photoconductors have been proposed.
In this publication, by containing 1 to 40 atomic% of halogen atoms in a-Si, heat resistance is high, and good electrical and optical characteristics can be obtained as a photoconductive layer of a photoreceptor for electrophotography. It is said.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-115556 discloses a photoconductive member having a photoconductive layer formed of an a-Si deposited film, such as electrical and optical characteristics such as dark resistance, photosensitivity, and photoresponsiveness. In order to improve usage environment characteristics such as photoconductive characteristics and moisture resistance, and stability over time, silicon atoms and carbon atoms are included on the photoconductive layer formed of an amorphous material based on silicon atoms. A technique for providing a surface barrier layer composed of a non-photoconductive amorphous material is described.
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-67951 describes a technique relating to a photoreceptor on which a light-transmitting insulating overcoat layer containing amorphous silicon, carbon, oxygen and fluorine is laminated. Japanese Patent No. 168161 describes a technique using an amorphous material containing silicon atoms, carbon atoms, and 41 to 70 atomic% of hydrogen atoms as constituent elements as a surface layer.
On the other hand, JP-A-60-95551 discloses image formation such as charging, exposure, development and transfer while maintaining the temperature near the surface of the photoreceptor at 30 to 40 ° C. in order to improve the image quality of the amorphous silicon photoreceptor. By performing the process, a technique for preventing a reduction in surface resistance due to moisture adsorption on the surface of the photosensitive member and an image flow generated in association therewith is disclosed.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-283116 describes a microwave plasma CVD method and apparatus suitable for forming an amorphous semiconductor. In Japanese Patent Laid-Open No. 63-149381, a plurality of cylindrical substrates are arranged concentrically, and an amorphous film is formed on the substrate by applying microwave power to a discharge space surrounded by the cylindrical substrate. The forming technique is described.
These techniques have improved the electrical, optical, and photoconductive characteristics and usage environment characteristics of the a-Si photoconductor for electrophotography, and the image quality has been improved accordingly.
[0003]
The manufacturing apparatus and manufacturing method of such an a-Si photoconductor are roughly as follows.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an example of an electrophotographic light receiving member manufacturing apparatus by an RF plasma CVD method (hereinafter abbreviated as “RF-PCVD”) using a frequency in the RF band as a power source.
The configuration of the manufacturing apparatus shown in FIG. 7 is as follows.
This apparatus is roughly divided into a deposition apparatus 7100, a source gas supply apparatus 7200, and an exhaust apparatus (not shown) for reducing the pressure inside the reaction vessel 7111. A cylindrical support 7112, a support heating heater 7113, a source gas introduction pipe 7114 are installed in a reaction vessel 7111 in the deposition apparatus 7100, and a high-frequency matching box 7115 is further connected.
The source gas supply device 7200 includes cylinders 7221 to 7226 of source gases such as SiH4, GeH4, H2, CH4, B2H6, and PH3, valves 7231 to 7236, 7241 to 7246, 7251 to 7256, and mass flow controllers 7211 to 7216, Each source gas cylinder is connected to a gas introduction pipe 7114 in the reaction vessel 7111 via a valve 7260.
Formation of the deposited film using this apparatus can be performed as follows, for example.
First, the cylindrical support 7112 is installed in the reaction vessel 7111, and the inside of the reaction vessel 7111 is evacuated by an unillustrated exhaust device (for example, a vacuum pump). Subsequently, the temperature of the cylindrical support 7112 is controlled to a predetermined temperature of 200 ° C. to 350 ° C. by the support heating heater 7113.
In order to cause the source gas for forming the deposited film to flow into the reaction vessel 7111, it is confirmed that the gas cylinder valves 7231 to 7237 and the reaction vessel leak valve 7117 are closed, and the inflow valves 7241 to 7246, the outflow valve After confirming that the valves 7251 to 7256 and the auxiliary valve 7260 are opened, first, the main valve 7118 is opened to exhaust the reaction vessel 7111 and the gas pipe 7116.
Next, the reading of the vacuum gauge 7119 is about 5 × 10-6When the time becomes Torr, the auxiliary valve 7260 and the outflow valves 7251 to 7256 are closed.
Thereafter, each gas is introduced from the gas cylinders 7221 to 7226 by opening the valves 7231 to 7236, and each gas pressure is adjusted to 2 kg / cm by the pressure regulators 7261 to 7266.2Adjust to. Next, the inflow valves 7241 to 7246 are gradually opened to introduce each gas into the mass flow controllers 7211 to 7216.
After the preparation for film formation is completed as described above, each layer is formed according to the following procedure.
When the cylindrical support 7112 reaches a predetermined temperature, necessary ones of the outflow valves 7251 to 7256 and the auxiliary valve 7260 are gradually opened, and a predetermined gas is reacted from the gas cylinders 7221 to 7226 through the gas introduction pipe 7114. Introduce into the container 7111. Next, the mass flow controllers 7211 to 7216 are adjusted so that each source gas has a predetermined flow rate. At that time, the opening of the main valve 7118 is adjusted while looking at the vacuum gauge 7119 so that the pressure in the reaction vessel 7111 becomes a predetermined pressure of 1 Torr or less. When the internal pressure is stabilized, an RF power source (not shown) having a frequency of 13.56 MHz is set to a desired power, and RF power is introduced into the reaction vessel 7111 through the high-frequency matching box 7115 to cause glow discharge. The raw material gas introduced into the reaction vessel is decomposed by the discharge energy, and a deposited film containing a predetermined silicon as a main component is formed on the cylindrical support 7112. After the formation of the desired film thickness, the supply of RF power is stopped, the outflow valve is closed, the gas flow into the reaction vessel is stopped, and the formation of the deposited film is completed.
By repeating the same operation a plurality of times, a desired multilayered light-receiving layer is formed.
Needless to say, all of the outflow valves other than the necessary gas are closed when forming each layer. Also, the piping for each gas in the reaction vessel 7111 and from the outflow valves 7251 to 7256 to the reaction vessel 7111. In order to avoid remaining in the system, the outflow valves 7251 to 7256 are closed, the auxiliary valve 7260 is opened, the main valve 7118 is fully opened, and the system is once evacuated to high vacuum as necessary.
In order to make the film formation uniform, it is also effective to rotate the support 7112 at a predetermined speed by a driving device (not shown) during the layer formation.
Furthermore, it goes without saying that the above-described gas species and valve operations are changed according to the production conditions of each layer.
On the other hand, development of the deposited film forming apparatus shown in FIG. 8 that can form a plurality of photosensitive members at the same time and has extremely high productivity is being actively promoted.
FIG. 8A is a schematic cross-sectional view, and FIG. 8B is a schematic cross-sectional view taken along the cutting line B-B ′ of FIG. An exhaust pipe 804 is integrally formed on the side surface of the reaction vessel 801, and the other end of the exhaust pipe 804 is connected to an exhaust device (not shown). Waveguides 803 are attached to the upper and lower surfaces of the reaction vessel 801, respectively, and the other end of each waveguide 803 is connected to a microwave power source (not shown). A dielectric window 802 is hermetically sealed at the end of each waveguide 803 on the reaction container 801 side.
Six cylindrical substrates 805 on which a deposited film is formed are arranged so as to be parallel to each other so as to surround the central portion of the reaction vessel 801. Each cylindrical substrate 805 is held by a rotating shaft 808 and heated by a heating element 807. When the motor 809 is driven, the rotation shaft 808 rotates via the reduction gear 810, and the cylindrical base body 805 rotates around its central axis in the generatrix direction. There is a space surrounded by the cylindrical substrate 805 and each dielectric window 802 in the reaction vessel 801, and this space becomes a film formation space 806. A source gas introduction pipe 851 is provided in each gap between two adjacent cylindrical base bodies 805. The source gas introduction pipe 351 introduces the source gas into the film formation space 806.
When an electrophotographic photoreceptor is produced using this apparatus, first, the reaction container 801 is filled with 10-7After exhausting to Torr or less, the cylindrical substrate 805 is heated and held at a desired temperature by the heating element 807.
Then, the source gas is introduced into the reaction vessel 801 through the source gas introduction pipe 851. At the same time, a microwave having a frequency of 500 MHz or more, preferably 2.45 GHz, is made incident into the reaction vessel 801 through the waveguide 803 and the dielectric window 802. As a result, glow discharge occurs in the film formation space 806, and the source gas is excited and dissociated to form a deposited film on the cylindrical substrate 805.
At this time, the deposited film can be formed over the entire circumference of the cylindrical substrate 805 by rotating the motor 809.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Although a good a-Si type photoreceptor is formed by the above-described conventional apparatus and method, at present, improvement of characteristics more than ever is demanded for these, and in order to cope with it, There is a need for further technological improvements. Specifically, the image density unevenness is further reduced, and the afterimage phenomenon on an electrophotographic image called an optical memory is reduced.
In the optical memory, the latent image formed at the previous copy is not completely erased by the next copy, and the previous copy image is faintly formed on the next copy image.
In order to improve such electrophotographic image characteristics, further development of a-Si-based photoreceptor manufacturing technology, particularly a-Si film formation technology, is indispensable.
The current issues in realizing this are mainly summarized in the following two.
One is to make the film quality and film thickness uniform when forming a large area, which is indispensable for reducing image density unevenness, and the other is to improve the film quality indispensable for reducing optical memory. Only when these are achieved simultaneously will the characteristics of the photoreceptor be improved.
[0005]
Many improvements and improvements have been made to improve the quality of the a-Si film not only for the photoreceptor but also for various applications, and the technology has been steadily improved every day.
However, the current situation is that these techniques do not always work effectively due to the speciality of the “large area” of the photoreceptor. Therefore, in the field of manufacturing a-Si-based photoreceptors, the technology for uniformizing film quality and film thickness over a large area plays an extremely important role over other a-Si film application fields.
For example, one of the a-Si film forming techniques that has been attracting attention in recent years is a VHF plasma CVD (hereinafter abbreviated as “VHF-PCVD”) method using high-frequency power in the VHF band. Since the VHF-PCVD method has a high film deposition rate and a high-quality a-Si film can be obtained, various product manufacturing methods using the VHF-PCVD method have been actively developed. However, this VHF-PCVD method is difficult to obtain a uniform plasma over a wide range, that is, to obtain a uniform film quality and film thickness over a wide range. It is in a situation where introduction into body manufacturing is difficult to realize. In other words, by achieving this problem, it becomes possible to introduce a new a-Si film production technique represented by VHF-PCVD into the a-Si series photoreceptor production technique, and to improve the characteristics of the a-Si series photoreceptor. A significant improvement can be expected.
Under such circumstances, in the development of a-Si type photoreceptors using the plasma CVD method, an early improvement of the large area plasma homogenization technique is strongly desired. It is difficult to meet the demand.
[0006]
Therefore, the present invention solves the above problems and is indispensable for improving the characteristics of a deposited film manufacturing apparatus and method, particularly an a-Si photoreceptor, capable of forming a large area with a uniform film thickness and film quality. It is an object of the present invention to provide a deposition film manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof that can achieve the uniformization of large-area plasma and improve the characteristics thereof.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has a means for introducing at least a source gas and high-frequency power into a reaction vessel having a film formation space, and a plasma CVD method for forming a deposited film on a substrate in the reaction vessel In the deposited film manufacturing apparatus according to the present invention, the means for introducing the high-frequency power is constituted by a high-frequency power supply electrode for uniformly supplying the high-frequency power into the film formation space by adjusting the supply ratio of the high-frequency power.In order to adjust the supply ratio of the high-frequency power, a slit is formed in the outer conductor of the coaxial structure transmission line composed of the outer conductor and the inner conductor of the high-frequency power supply electrode.
As a means for adjusting the supply ratio of the high frequency power,SaidConfiguration adjusted by slitOther than beforeIt is possible to adopt a configuration that adjusts according to the area of the high-frequency power radiating portion provided on the outer periphery of the outer conductor, the distance between the high-frequency power radiating portion and the outer conductor, and the distance between the high-frequency power dividing path branched from the inner conductor and the outer conductor. it can.
Further, the inner conductor may be configured to protrude partially on the same surface of the outer conductor or outside thereof through a slit provided in the outer conductor.
Further, in the present invention, it is more effective if the raw material gas is introduced between the outer conductor and the inner conductor and supplied into the film forming space from the electrode surface.
[0008]
Furthermore, the method for producing a deposited film of the present invention includes:In the method for producing a deposited film by plasma CVD, which has means for introducing at least a raw material gas and high frequency power into a reaction vessel having a film formation space, and forms a deposited film on a substrate in the reaction vessel, the high frequency power From the high frequency power supply electrode of the means for introducingVHF power with a frequency of 20 MHz to 450 MHz in the film formation spaceTheSupply ratioBy a slit formed in the outer conductor of the coaxial transmission line composed of the outer conductor and the inner conductor of the high-frequency power supply electrodeTo adjustThanIn the film formation spaceAverageSupply to oneLionIt is characterized by manufacturing a laminated film.
[0009]
[Action]
In the present invention, by adjusting the supply ratio of the high-frequency power as described above, the supply to the film forming space is made extremely uniform.
As a method of supplying high-frequency power to the film formation space, for example, when trying to use a rod-shaped electrode without depending on the means of the present invention, the high-frequency power supply density to the film formation space on the high-frequency power supply side and the non-supply side is generally The problem arises in that they differ greatly.
As a means to solve this, it is conceivable to optimize the film deposition conditions such as gas flow rate, pressure, power, etc. In this case, the conditions for uniform power supply density and the conditions for the best film characteristics are not necessarily the same. The problem of not doing will arise.
Another method is to use two rod-shaped electrodes and supply power from opposite directions. In this case, not only two high-frequency power sources are required, but also power is supplied from these two power sources. Depending on the phase difference of the generated high-frequency power, there is a problem that it is difficult to obtain a stable plasma.
The present invention can achieve the uniformization of a large area plasma by the above-described configuration, and thereby, without increasing the size of the apparatus, increasing the cost, and destabilizing the plasma, it always has a large area regardless of the film forming conditions. The film quality and film thickness can be made uniform.
In the present invention, when used in the VHF-PCVD method under a VHF power of a frequency of 20 to 450 MHz, the high-speed deposition of a high quality film, which is a feature of the VHF-PCVD method, is performed with a uniform film thickness and film quality. Can be achieved while maintaining.
[0010]
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1- (1) shows an example of a high-frequency power supply electrode that can be used in the present invention.
1A is a schematic view thereof, FIG. 1B is a schematic sectional view taken along a cutting line BB ′ in FIG. 1A, and FIG. 1C is a schematic drawing taken along a cutting line AA ′. It is sectional drawing.
In the figure, 101 is an outer conductor, 102 is an inner conductor, 103 is a slit, 104 is an electrode portion in which the slit 103 is not formed (hereinafter this portion is referred to as a coaxial portion in the embodiment), 105 is the slit 103 This is an electrode portion that is formed (hereinafter, this portion is referred to as a non-coaxial portion in the embodiments).
The outer conductor 101 may be formed of a conductive material, the surface of the insulating material may be coated with a conductive material, or the surface of the conductive material may be coated with an insulating material. In this case, the coating portion may be only the inner surface, only the outer surface, or both sides.
The inner conductor 102 may also be formed of a conductive material, the surface of the insulating material may be coated with a conductive material, or the surface of the conductive material may be coated with an insulating material. Further, the shape may be a cylindrical shape or a columnar shape. Although not shown in the drawing, an insulating material may be partially or wholly inserted between the outer conductor 101 and the inner conductor 102. The slit 103 is formed by opening a part of the outer conductor.
The shape is not particularly limited, and may be a rectangle as shown in the drawing, a square, a circle, an ellipse, or the like. In addition, these slits may be long in the axial direction or long in the circumferential direction.
The size of the slit is not particularly limited and may be adjusted as appropriate so that a desired high-frequency power is supplied from the slit to the film formation space. However, if the slit becomes too small, the reflected power increases depending on the film formation conditions. Since electric power cannot be supplied, or discharge may occur between the outer conductor 101 and the inner conductor 102, a slit size suitable for each film forming condition is selected.
The number and arrangement of the slits are adjusted so that the high frequency power supply to the film formation space is made uniform in each apparatus and each condition, and it is not necessary that the slits have the same shape and size.
Further, the inner conductor 102 does not necessarily have to be in the outer conductor 101 in the entire region, and the inner conductor 102 partially protrudes outside the outer conductor 101 through the slit 103 as shown in FIG. It does not matter, and it may protrude partially to the same plane as the outer conductor 101.
The high frequency power supplied from one end of the inner conductor 102 is transmitted in the direction of the electrode tip along the coaxial structure transmission path constituted by the inner conductor 102 and the outer conductor 101.
In the middle, in the non-coaxial part 105 provided with the slit, a part of the high frequency power is supplied from the slit into the film formation space. The ratio of the high frequency power supplied from the slit to the film formation space can be adjusted by the shape and size of the slit, but the optimum value of these dimensions for uniformly supplying the high frequency power to the film formation space is generated plasma However, the dimensions are not uniquely determined, and these dimensions are adjusted according to the film forming conditions to be used.
Further, in the present invention, when a gas is allowed to flow between the outer conductor 101 and the inner conductor 102 of the electrode, the following further effects can be obtained. First, when the gas to be introduced is relatively difficult to cause discharge such as He or H2, it is possible to prevent the occurrence of discharge between the outer conductor 101 and the inner conductor 102 as described above. In addition, under conditions where discharge does not occur between the outer conductor 101 and the inner conductor 102 (film formation conditions, electrode structure), a source gas can be introduced between the outer conductor 101 and the inner conductor 102, thereby This eliminates the need for a tube and reduces image defects caused by film peeling from the gas tube.
[0011]
FIG. 2 shows another configuration example of the high-frequency power supply electrode in the present invention.
2A is a schematic view thereof, FIG. 2B is a schematic sectional view taken along a cutting line BB ′ in FIG. 2A, and FIG. 2C is a schematic drawing taken along a cutting line AA ′. It is sectional drawing.
This is because a plurality of cylindrical substrates are arranged so as to surround a film forming space in a vacuum-tight reaction vessel, and at least a raw material gas and high-frequency power are introduced into the film forming space to cause glow discharge in the film forming space. In the amorphous silicon photoconductor manufacturing apparatus by plasma CVD method for forming a deposited film on the substrate by being generated, the high-frequency power supply electrode is provided in the film formation space, and at least one of the electrodes The unit has two or more power transmission paths, and the high-frequency power is transmitted from the innermost layer of the power transmission path to the outermost layer and supplied from the outermost layer to the film formation space. Even with such a configuration, the same effect as that of the configuration described above can be obtained.
Hereinafter, this will be described with reference to FIG.
In the figure, 201 is a high-frequency power radiating portion that is an external power transmission path, 202 is a coaxial outer conductor, 203 is a coaxial inner conductor that is an internal power transmission path, and 204 is a high-frequency power dividing path. The high-frequency power radiating portion 201 and the coaxial outer conductor 202 may be formed of a conductive material, or a conductive material may be coated on the surface of the insulating material, and an insulating material may be coated on the surface of the conductive material. It may be coated. In this case, the coating portion may be only the inner surface, only the outer surface, or both sides. The coaxial inner conductor 203 and the high-frequency power dividing path 204 may also be formed of a conductive material, or a conductive material may be coated on the surface of the insulating material, or an insulating material may be coated on the surface of the conductive material. You may do it.
Further, the shape may be a cylindrical shape or a columnar shape. The high-frequency power radiating unit 201 is not limited to the cylindrical shape shown in the figure, and may have another shape. Although not shown in the drawing, an insulating material may be inserted partially or entirely between the coaxial outer conductor 202 and the coaxial inner conductor 203.
The high-frequency power supplied from one end of the coaxial inner conductor 203 is transmitted in the direction of the electrode tip along the coaxial structure transmission line constituted by the coaxial inner conductor 203 and the coaxial outer conductor 202. In the middle, a part of the high-frequency power dividing path 204 branched from the coaxial inner conductor 203 is supplied to the high-frequency power radiating section 201 that also serves as an external power transmission path, and is supplied from the high-frequency power radiating section 201 to the film formation space. The ratio of the high frequency power divided into each high frequency power dividing path 204 is determined by the impedance on the high frequency power dividing path 204 side and the impedance on the coaxial inner conductor 203 side at the branch point.
Therefore, the power supply ratio to each high-frequency power radiating section 201 is adjusted by the area of each high-frequency power radiating section 201, the distance from the coaxial outer conductor 202, and the distance between the high-frequency power dividing path 204 and the coaxial outer conductor 202. However, the optimum values of these dimensions for uniformly supplying high-frequency power to the film formation space differ depending on the characteristics of the plasma generated, so they are not uniquely determined, and these dimensions are adjusted according to the film formation conditions used. To do.
Further, in the present invention, when gas is allowed to flow between the coaxial outer conductor 202 and the coaxial inner conductor 203 of the electrode, the following further effects can be obtained. First, when the introduced gas is relatively difficult to generate discharge such as He and H2, an effect of preventing abnormal discharge between the coaxial outer conductor 202 and the coaxial inner conductor 203 can be obtained. In addition, when a source gas is introduced between the coaxial outer conductor 202 and the coaxial inner conductor 203, a gas pipe is not necessary, and image defects caused by film peeling from the gas pipe can be reduced.
[0012]
Formation of the deposited film by the a-Si photoconductor manufacturing apparatus using the above-described invention can be generally performed by the following procedure.
FIG. 3 is a schematic view showing an example of an a-Si photoconductor manufacturing apparatus that can be used in the present invention. In FIG. 3, 301 is a reaction vessel, 302 is a high frequency electrode, 304 is an exhaust pipe integrally formed on the side surface of the reaction vessel 301, 305 is a cylindrical substrate, 306 is a film formation space, 307 is a heating element, 308 is A rotating shaft, 309 is a motor, 310 is a reduction gear, 311 is a high-frequency matching box, 312 is a high-frequency power source, and 351 is a source gas introduction pipe.
The electrode having the structure of FIG. 1 or FIG. 2 that can be used in the present invention as the high-frequency electrode 302 is used.-7After exhausting to below Torr, the cylindrical substrate 305 is heated and held at a desired temperature by the heating element 307.
Then, the source gas is introduced into the reaction vessel 301 through the source gas introduction pipe 351. After confirming that the flow rate of the source gas is the set flow rate and that the pressure in the reaction vessel 301 is stable, high frequency power is supplied from the high frequency power supply 312 to the high frequency electrode 302 via the rematching box 311. The high frequency power radiated from the high frequency electrode 302 to the film forming space 306 causes glow discharge in the film forming space 306, and the source gas is excited and dissociated to form a deposited film on the cylindrical substrate 305.
At this time, the deposited film can be formed over the entire circumference of the cylindrical substrate 305 by rotating the motor 309.
[0013]
The layer structure of the a-Si type photosensitive member that can be produced using the present invention is, for example, as follows.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram for explaining a layer configuration.
The electrophotographic photoreceptor 900 shown in FIG. 9A is provided with a photoconductive layer 902 made of a-Si: H, X and having photoconductivity on a support 901.
An electrophotographic photoreceptor 900 shown in FIG. 9B includes a photoconductive layer 902 made of a-Si: H, X and having photoconductivity, and an amorphous silicon surface layer 903 on a support 901. It is configured.
An electrophotographic photoreceptor 900 shown in FIG. 9C has a photoconductive layer 902 made of a-Si: H, X and having photoconductivity on a support 901, an amorphous silicon surface layer 903, And an amorphous silicon based charge injection blocking layer 904.
An electrophotographic photoreceptor 900 shown in FIG. 9D is provided with a photoconductive layer 902 on a support 901. The photoconductive layer 902 includes a charge generation layer 905 made of a-Si: H, X and a charge transport layer 906, on which an amorphous silicon-based surface layer 903 is provided.
[0014]
The support for the photoreceptor in the present invention may be conductive or electrically insulating.
Examples of the conductive support include metals such as Al, Cr, Mo, Au, In, Nb, Te, V, Ti, Pt, Pd, and Fe, and alloys thereof such as stainless steel. Also, the surface on the side of forming at least the light receiving layer of an electrically insulating support such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyamide, or other synthetic resin film or sheet, glass, ceramic, etc. It is also possible to use a support obtained by conducting a conductive treatment.
The shape of the support 901 can be a cylindrical or plate-like endless belt with a smooth surface or an uneven surface, and the thickness thereof is determined as appropriate so that the electrophotographic photoreceptor 900 can be formed as desired. When flexibility as the electrophotographic photoreceptor 900 is required, the electrophotographic photoreceptor 900 can be made as thin as possible within a range in which the function as the support 901 can be sufficiently exhibited. However, the support 901 is usually 10 μm or more from the viewpoint of manufacturing and handling, such as mechanical strength.
[0015]
Next, the photoconductive layer of the photoreceptor produced according to the present invention will be described. The photoconductive layer 902 is formed on the support 901 by appropriately setting numerical conditions of film formation parameters so that desired characteristics can be obtained. In order to form the photoconductive layer 902, basically, a Si supply source gas capable of supplying silicon atoms (Si), a H supply source gas capable of supplying hydrogen atoms (H), and / or a halogen. A source gas for supplying X, which can supply atoms (X), is introduced in a desired gas state into a reaction vessel in which the inside can be depressurized to cause glow discharge in the reaction vessel. A layer made of a-Si: H, X is formed on a predetermined support 901 provided.
In addition, it is necessary for the photoconductive layer 902 to contain hydrogen atoms and / or halogen atoms, which compensates for dangling bonds of silicon atoms and improves layer quality, particularly photoconductivity and charge retention. This is because it is essential for improving the characteristics. Therefore, the content of hydrogen atoms or halogen atoms, or the total amount of hydrogen atoms and halogen atoms is 10 to 40 atom%, more preferably 15 to 25 atom%, based on the sum of silicon atoms and hydrogen atoms or / and halogen atoms. It is desirable that
Examples of substances that can serve as a gas for supplying Si include those in which a gas state such as SiH4, Si2H6, Si3H8, Si4H10, or silicon hydride (silanes) that can be gasified is effectively used. SiH4 and Si2H6 are preferable because they are easy to handle and have good Si supply efficiency.
Then, hydrogen atoms are structurally introduced into the formed photoconductive layer 902 to further facilitate the control of the hydrogen atom introduction ratio, and these gases are further added to obtain good film characteristics. It is also effective to form a layer by mixing a desired amount of H2 and / or He or a silicon compound gas containing hydrogen atoms. In addition, each gas may be mixed in a plurality of types at a predetermined mixing ratio as well as a single type.
Further, as the raw material gas for supplying the halogen atoms, gaseous compounds that can be gasified or gasified such as halogen gas, halides, interhalogen compounds containing halogen, and silane derivatives substituted with halogen are preferably exemplified. Further, a silicon hydride compound containing a halogen atom that is gaseous or can be gasified containing silicon atoms and halogen atoms as constituent elements can also be mentioned as effective. Specific examples of halogen compounds that can be preferably used include interhalogen compounds such as fluorine gas (F2), BrF, ClF, ClF3, BrF3, BrF5, IF3, and IF7. Specific examples of silicon compounds containing halogen atoms, so-called silane derivatives substituted with halogen atoms, include silicon fluorides such as SiF4 and Si2F6.
In order to control the amount of hydrogen atoms and / or halogen atoms contained in the photoconductive layer 902, for example, the temperature of the support 901, the reaction of the raw material used to contain the hydrogen atoms or / and halogen atoms What is necessary is just to control the quantity introduce | transduced in a container, discharge electric power, etc.
The photoconductive layer 902 preferably contains atoms for controlling conductivity as necessary. The atoms for controlling the conductivity may be contained in the photoconductive layer 902 in a uniformly distributed state, or there may be a portion containing the non-uniformly distributed state in the layer thickness direction. Also good.
Examples of the atoms controlling the conductivity include so-called impurities in the semiconductor field, and atoms belonging to Group IIIb of the periodic table giving p-type conductivity characteristics (hereinafter abbreviated as “Group IIIb atoms”) or An atom belonging to Group Vb of the periodic table giving n-type conduction characteristics (hereinafter abbreviated as “Group Vb atom”) can be used. Specific examples of Group IIIb atoms include boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and thallium (Tl), and B, Al, and Ga are particularly preferable. . Specific examples of the Group Vb atom include phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), and bismuth (Bi), and P and As are particularly preferable.
The content of atoms controlling the conductivity contained in the photoconductive layer 902 is preferably 1 × 10-2~ 1x104Atomic ppm, more preferably 5 × 10-2~ 5x103Atomic ppm, optimally 1 × 10-1~ 1x103The atomic ppm is desirable. In order to structurally introduce an atom for controlling conductivity, for example, a group IIIb atom or a group Vb atom, a source material for introducing a group IIIb atom or a group for introducing a group Vb atom during the layer formation. The source material may be introduced into the reaction vessel in a gas state together with another gas for forming the photoconductive layer 902. As a source material for introducing a Group IIIb atom or a source material for introducing a Group Vb atom, a material that is gaseous at normal temperature and pressure or that can be easily gasified at least under layer formation conditions is adopted. Is desirable.
Specifically, as a raw material material for introducing the Group IIIb atom, for boron atom introduction, boron hydrides such as B2H6, B4H10, B5H9, B5Hll, B6H10, B6Hl2, B6Hl4, BF3, BCl, etc.3And boron halides such as BBr3. In addition, AlCl3, GaCl3, Ga (CH3) 3, InCl3, TlCl3Etc. can also be mentioned.
As a raw material for introducing a group Vb atom, phosphorus hydrides such as PH3 and P2H4, PH4I, PF3, PF5, and PCl can be effectively used for introducing a phosphorus atom.3, PCl3, Phosphorus halides such as PBr3, PBr5, and PI3. In addition, AsH3, AsF3, AsCl3, AsBr3, AsF5, SbH3, SbF3, SbF5, SbCl3, SbCl3, BiH3, BiCl3BiBr3 and the like can also be mentioned as effective starting materials for introducing the Group Vb atom.
In addition, the material material for introducing atoms for controlling the conductivity may be diluted with H2 and / or He as necessary.
It is also effective to make the photoconductive layer 903 contain carbon atoms and / or oxygen atoms and / or nitrogen atoms. The content of carbon atoms and / or oxygen atoms and / or nitrogen atoms is preferably 1 × 10 with respect to the sum of silicon atoms, carbon atoms, oxygen atoms and nitrogen atoms.-5-10 atomic%, more preferably 1 × 10-4~ 8 atomic%, optimally 1 x 10-3˜5 atomic% is desirable. Carbon atoms and / or oxygen atoms and / or nitrogen atoms may be uniformly contained in the photoconductive layer, or non-uniform distribution in which the content varies in the thickness direction of the photoconductive layer. There may be a part with
The layer thickness of the photoconductive layer 902 is appropriately determined as desired from the viewpoint of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects, and is preferably 1 to 100 μm, more preferably 20 to 50 μm, and most preferably 23 to It is desirable to be 45 μm.
In order to form the photoconductive layer 902 having desired film characteristics, it is necessary to appropriately set the mixing ratio between the Si supply gas and the dilution gas, the gas pressure in the reaction vessel, the discharge power, and the support temperature. is there.
The optimum flow rate of H2 and / or He used as the dilution gas is selected as appropriate according to the layer design. Similarly, the optimum gas pressure in the reaction vessel is appropriately selected according to the layer design.-4-10 Torr, preferably 5x10-4~ 5 Torr, optimally 1x10-3It is preferable to set to ~ 1Torr.
Although the above-mentioned ranges can be mentioned as the preferable numerical ranges of the support temperature and gas pressure for forming the photoconductive layer, the conditions are not usually determined independently, but the light-receiving member having desired characteristics. It is desirable to determine an optimum value based on mutual and organic relations to form
[0016]
Next, the surface layer of the photoreceptor manufactured according to the present invention will be described.
It is preferable to further form an amorphous silicon-based surface layer 903 on the photoconductive layer 902 formed on the support 901 as described above. The surface layer 903 is provided mainly for the purpose of improving moisture resistance, continuous repeated use characteristics, electrical pressure resistance, use environment characteristics, and durability.
The surface layer 903 can be made of any material as long as it is an amorphous silicon-based material. For example, the surface layer 903 contains hydrogen atoms (H) and / or halogen atoms (X), and further contains amorphous silicon containing carbon atoms ( Hereinafter referred to as “a-SiC: H, X”), an amorphous silicon containing hydrogen atoms (H) and / or halogen atoms (X) and further containing oxygen atoms (hereinafter referred to as “a-SiO: H, X”). ), An amorphous silicon containing a hydrogen atom (H) and / or a halogen atom (X) and further containing a nitrogen atom (hereinafter referred to as “a-SiN: H, X”), a hydrogen atom ( H) and / or a halogen atom (X) and further containing at least one of a carbon atom, an oxygen atom and a nitrogen atom (hereinafter referred to as “a-SiCON: H, X”) Materials notation is) such as is preferably used.
The surface layer 903 is prepared by appropriately setting the numerical conditions of the film formation parameters so as to obtain desired characteristics by a vacuum deposited film forming method.
For example, in order to form the surface layer 903 made of a-SiC: H, X, basically, a Si supply source gas that can supply silicon atoms (Si) and carbon atoms (C) can be supplied. A reaction vessel capable of reducing the pressure inside the source gas for supplying C and the source gas for supplying H that can supply hydrogen atoms (H) and / or the source gas for supplying X that can supply halogen atoms (X) From a-SiC: H, X on a support 901 on which a photoconductive layer 902 previously formed at a predetermined position is formed. The layer to be formed may be formed.
The material of the surface layer may be any amorphous material containing silicon, but a compound with a silicon atom containing at least one element selected from carbon, nitrogen, and oxygen is preferable, and in particular, a-SiC is a main component. Is preferred.
The amount of carbon when the surface layer is composed mainly of a-SiC is preferably in the range of 30% to 90% with respect to the sum of silicon atoms and carbon atoms.
In addition, it is necessary that the surface layer 903 contains hydrogen atoms and / or halogen atoms, which compensates for dangling bonds of silicon atoms and improves layer quality, particularly photoconductive properties and charge retention. It is important to improve the characteristics. The hydrogen content is usually 30 to 70 atomic%, preferably 35 to 65 atomic%, and most preferably 40 to 60 atomic% with respect to the total amount of constituent atoms. The fluorine atom content is usually 0.01 to 15 atomic%, preferably 0.1 to 10 atomic%, and most preferably 0.6 to 4 atomic%.
As a substance that can serve as a silicon (Si) supply gas used in the formation of the surface layer, silicon hydrides (silanes) that are in a gas state or can be gasified such as SiH4, Si2H6, Si3H8, Si4H10 are effectively used. Further, SiH4 and Si2H6 are preferable in terms of easy handling at the time of layer formation, good Si supply efficiency, and the like. These source gases for supplying Si may be diluted with a gas such as H2, He, Ar, Ne or the like as necessary.
Examples of substances that can serve as a carbon supply gas include those in which gaseous hydrocarbons such as CH4, C2H6, C3H8, and C4H10, or hydrocarbons that can be gasified are effectively used. CH4 and C2H6 are preferred as the preferable supply efficiency. Further, these source gases for supplying C may be diluted with a gas such as H2, He, Ar, Ne or the like as necessary.
Examples of substances that can serve as a nitrogen or oxygen supply gas include those in which a gas state compound such as NH 3, NO, N 2 O, NO 2, O 2, CO, CO 2, N 2, or the like that can be gasified is effectively used. Further, these raw material gases for supplying nitrogen and oxygen may be diluted with a gas such as H2, He, Ar, Ne or the like as necessary.
Further, in order to make it easier to control the introduction ratio of hydrogen atoms introduced into the surface layer 903 to be formed, a desired amount of hydrogen gas or a silicon compound gas containing hydrogen atoms is added to these gases. It is preferable to form a layer by mixing. In addition, each gas may be mixed in a plurality of types at a predetermined mixing ratio as well as a single type.
Preferable examples of the source gas for supplying the halogen atom include gaseous or gasatable halogen compounds such as halogen gas, halides, interhalogen compounds containing halogen, and silane derivatives substituted with halogen. Further, a silicon hydride compound containing a halogen atom that is gaseous or can be gasified containing silicon atoms and halogen atoms as constituent elements can also be mentioned as effective. Specific examples of the halogen compound that can be suitably used in the present invention include interhalogen compounds such as fluorine gas (F2), BrF, ClF, ClF3, BrF3, BrF5, IF3, and IF7. Specific examples of silicon compounds containing halogen atoms, so-called silane derivatives substituted with halogen atoms, include silicon fluorides such as SiF4 and Si2F6.
In order to control the amount of hydrogen atoms and / or halogen atoms contained in the surface layer 903, for example, the temperature of the support 901, the reaction vessel of the raw material used to contain hydrogen atoms or / and halogen atoms What is necessary is just to control the quantity introduce | transduced in, discharge electric power, etc.
Carbon atoms and / or oxygen atoms and / or nitrogen atoms may be uniformly contained in the surface layer, or may have a non-uniform distribution in which the content varies in the layer thickness direction of the surface layer. There may be parts.
Further, the surface layer 903 preferably contains atoms for controlling conductivity as required. The atoms that control conductivity may be contained in the surface layer 903 in a uniformly distributed state, or even if there are portions that are contained in a non-uniformly distributed state in the layer thickness direction. Good.
Examples of the atoms controlling the conductivity include so-called impurities in the semiconductor field, and atoms belonging to Group IIIb of the periodic table giving p-type conductivity characteristics (hereinafter abbreviated as “Group IIIb atoms”). Alternatively, an atom belonging to Group Vb of the periodic table giving n-type conduction characteristics (hereinafter abbreviated as “Group Vb atom”) can be used. Specific examples of Group IIIb atoms include boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and thallium (Tl), and B, Al, and Ga are particularly preferable. . Specific examples of the Group Vb atom include phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), and bismuth (Bi), and P and As are particularly preferable.
The content of atoms for controlling the conductivity contained in the surface layer 903 is preferably 1 × 10.-3~ 1x103Atomic ppm, more preferably 1 × 10-2~ 5x102Atomic ppm, optimally 1 × 10-1~ 1x102The atomic ppm is desirable. In order to structurally introduce an atom for controlling conductivity, for example, a group IIIb atom or a group Vb atom, a source material for introducing a group IIIb atom or a group for introducing a group Vb atom during the layer formation. The source material may be introduced into the reaction vessel in a gas state together with another gas for forming the surface layer 903. As a source material for introducing a Group IIIb atom or a source material for introducing a Group Vb atom, a material that is gaseous at normal temperature and pressure or that can be easily gasified at least under layer formation conditions is adopted. Is desirable. Specifically, as a raw material material for introducing the Group IIIb atom, boron hydride such as B2H6, B4H10, B5H9, B5H11, B6H10, B6H12, and B6H14 can be used for introducing boron atoms, BF3, BCl.3And boron halides such as BBr3. In addition, AlCl3, GaCl3, Ga (CH3) 3, InCl3, TlCl3Etc. can also be mentioned.
As the source material for introducing the Vb group atom, it is effective to use phosphorus hydride such as PH3 and P2H4, PH4I, PF3, PF5, and PCl for introducing the phosphorus atom.3, PCl5, Phosphorus halides such as PBr3, PBr5, and PI3. In addition, AsH3, AsF3, AsCl3, AsBr3, AsF5, SbH3, SbF3, SbF5, SbCl3, SbCl5, BiH3, BiCl3BiBr3 and the like can also be mentioned as effective starting materials for introducing the Group Vb atom.
Further, the starting material for introducing an atom for controlling the conductivity may be diluted with a gas such as H2, He, Ar, Ne or the like if necessary.
The layer thickness of the surface layer 903 is usually 0.01 to 3 μm, preferably 0.05 to 2 μm, and most preferably 0.1 to 1 μm. If the layer thickness is less than 0.01 μm, the surface layer is lost due to wear or the like during use of the light receiving member, and if it exceeds 3 μm, electrophotographic characteristics such as an increase in residual potential are observed.
The surface layer 904 is carefully formed so that its required properties are provided as desired. That is, a substance having Si, C and / or N and / or O, H and / or X as a constituent element takes a form from a crystal to an amorphous structure depending on the formation conditions, and is electrically conductive in terms of electrical properties. In the present invention, a compound having a desired characteristic according to the purpose is exhibited, and a property between a photoconductive property and a non-photoconductive property is exhibited. The formation conditions are strictly selected as desired.
For example, in order to provide the surface layer 903 mainly for the purpose of improving the pressure resistance, the surface layer 903 is formed as a non-single crystal material having a remarkable electrical insulating behavior in a use environment.
In addition, when the surface layer 903 is provided mainly for the purpose of improving the continuous repeated use characteristics and the use environment characteristics, the degree of electrical insulation is relaxed to some extent, and a certain degree of sensitivity to the irradiated light. It is formed as a non-single crystalline material.
In order to form the surface layer 903 having characteristics that can achieve the object, it is necessary to appropriately set the temperature of the support 901 and the gas pressure in the reaction vessel as desired.
The optimum range of the temperature (Ts) of the support 901 is appropriately selected according to the layer design. In a normal case, the temperature is preferably 200 to 350 ° C, more preferably 230 to 330 ° C, and most preferably 250 to 300 ° C. It is desirable to do.
Similarly, the optimum gas pressure in the reaction vessel is appropriately selected according to the layer design. In normal cases, it is preferably 1 × 10.-4To 10 Torr, more preferably 5 × 10-4~ 5 Torr, optimally 1x10-3It is preferable to set to ~ 1Torr.
Although the above-mentioned ranges are mentioned as the preferable numerical ranges of the support temperature and gas pressure for forming the surface layer, the conditions are not usually determined separately, but a light-receiving member having desired characteristics is selected. It is desirable to determine an optimum value based on mutual and organic relations to be formed.
Further, a region where the content of carbon atoms and / or oxygen atoms and / or nitrogen atoms continuously decreases toward the photoconductive layer 902 may be provided between the surface layer 903 and the photoconductive layer 902. This improves the adhesion between the surface layer and the photoconductive layer, reduces the effects of interference due to light reflection at the interface, and at the same time, prevents carrier trapping at the interface and improves the photoreceptor characteristics. Can reach.
[0017]
Next, the charge injection blocking layer of the photoreceptor manufactured according to the present invention will be described.
If necessary, a charge injection blocking layer having a function of blocking charge injection from the conductive support side may be provided between the conductive support and the photoconductive layer. That is, the charge injection blocking layer has a function of blocking charge injection from the support side to the photoconductive layer side when the surface of the photoconductor is subjected to charging treatment with a constant polarity, When subjected to the treatment, such a function is not exhibited, and it has a so-called polarity dependency. In order to provide such a function, the charge injection blocking layer contains a relatively large number of atoms for controlling conductivity as compared with the photoconductive layer.
The atoms controlling the conductivity contained in the layer may be uniformly distributed in the layer, or evenly distributed in the layer thickness direction, but unevenly distributed. There may be a portion that is contained in the state. When the distribution concentration is not uniform, it is preferable to contain it so as to be distributed in a large amount on the support side.
However, in any case, in the in-plane direction parallel to the surface of the support, it is necessary to uniformly contain it in a uniform distribution from the viewpoint of achieving uniform characteristics in the in-plane direction.
Examples of the atoms controlling the conductivity contained in the charge injection blocking layer include so-called impurities in the semiconductor field, and atoms belonging to Group IIIb of the periodic table giving p-type conduction characteristics (hereinafter referred to as “Group IIIb”). Atoms ”(abbreviated as“ atoms ”) or atoms belonging to group Vb of the periodic table giving n-type conduction properties (hereinafter abbreviated as“ group Vb atoms ”) can be used.
Specific examples of the group IIIb atom include B (boron), Al (aluminum), Ga (gallium), In (indium), Ta (thallium), and B, Al, and Ga are particularly preferable. is there. Specific examples of the group Vb atom include P (phosphorus), As (arsenic), Sb (antimony), Bi (bismuth), and P and As are particularly preferable.
The content of atoms for controlling the conductivity contained in the charge injection blocking layer is appropriately determined as desired, but is preferably 10 to 1 × 10.4Atomic ppm, more preferably 50-5 × 103Atomic ppm, optimally 1 × 102~ 1x103The atomic ppm is desirable.
Further, the charge injection blocking layer contains at least one of carbon atom, nitrogen atom and oxygen atom, thereby improving the adhesion between the charge injection blocking layer and another layer provided in direct contact with the charge injection blocking layer. More can be achieved.
The carbon atoms, nitrogen atoms, or oxygen atoms contained in the layer may be uniformly distributed in the layer, or may be uniformly contained in the layer thickness direction, but nonuniformly. There may be a portion contained in a distributed state. However, in any case, in the in-plane direction parallel to the surface of the support, it is necessary to uniformly contain it in a uniform distribution from the viewpoint of achieving uniform characteristics in the in-plane direction.
The content of carbon atoms and / or nitrogen atoms and / or oxygen atoms contained in the entire layer region of the charge injection blocking layer is appropriately determined so that the object of the present invention can be effectively achieved. In the case of 2 or more types, the total amount is preferably 1 × 10-3~ 50 atomic%, more preferably 5 x 10-3~ 30 atomic%, optimally 1 x 10-2Desirably, it is set to -10 atomic%.
In addition, hydrogen atoms and / or halogen atoms contained in the charge injection blocking layer compensate for dangling bonds existing in the layer, and are effective in improving the film quality. The content of hydrogen atoms or halogen atoms or the sum of hydrogen atoms and halogen atoms in the charge injection blocking layer is preferably 1 to 50 atom%, more preferably 5 to 40 atom%, and most preferably 10 to 30 atoms. % Is desirable.
The layer thickness of the charge injection blocking layer is preferably from 0.1 to 5 μm, more preferably from 0.3 to 4 μm, and most preferably from 0.5 to 0.5 in view of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects. It is desirable to be 3 μm.
In order to form the charge injection blocking layer, a vacuum deposition method similar to the method for forming the photoconductive layer described above is employed. Similar to the photoconductive layer 902, it is necessary to appropriately set the mixing ratio between the Si supply gas and the dilution gas, the gas pressure in the reaction vessel, the discharge power, and the temperature of the support 901.
The optimum flow rate of the dilution gas H2 and / or He is appropriately selected according to the layer design, but H2 and / or He is usually 1 to 20 times that of the Si supply gas, preferably 3 times. It is desirable to control within a range of ˜15 times, optimally 5˜10 times.
Similarly, the optimum gas pressure in the reaction vessel is appropriately selected according to the layer design.-4-10 Torr, preferably 5x10-4~ 5 Torr, optimally 1x10-3It is preferable to set to ~ 1Torr.
Although the above-mentioned ranges are mentioned as desirable numerical ranges of the mixing ratio of the dilution gas, the gas pressure, the discharge power, and the support temperature for forming the charge injection blocking layer, these layer formation factors are usually independently and separately. Rather than being determined, it is desirable to determine the optimum value of each layer creation factor based on mutual and organic relevance in order to form a surface layer having desired properties.
For the purpose of further improving the adhesion between the support 901 and the photoconductive layer 902 or the charge injection blocking layer 904, for example, Si 3 N 4, SiO 2, SiO, or silicon atoms are used as a base, and hydrogen atoms and / or halogens are used. An adhesion layer made of an amorphous material containing atoms and carbon atoms and / or oxygen atoms and / or nitrogen atoms may be provided. Furthermore, you may provide the light absorption layer for preventing generation | occurrence | production of the interference pattern by the reflected light from a support body.
[0018]
【Example】
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
[0019]
[Example 1]
Using the electrophotographic photoreceptor manufacturing apparatus shown in FIG. 3, an electrode having the structure shown in FIG. 4- (1) is used as a high-frequency electrode, and a cylindrical aluminum cylinder having a diameter of 108 mm and a length of 358 mm is shown in Table 1. A photoreceptor comprising a charge injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface layer was produced under the conditions. The oscillation frequency of the VHF power supply 312 was 450 MHz. The overall length of the electrode is 400 mm, and the outer conductor 101 is made of SUS304 having an outer diameter of 40 mm and an inner diameter of 36 mm. The inner conductor 102 has a cylindrical shape with an outer diameter of 10 mm. In addition, five slits 103 in the axial direction of the outer conductor and three in the circumferential direction are arranged in total. The arrangement positions of the slits are as shown in FIG. 4- (1), where a, k = 15 mm, b, d, f, h, j = 50 mm, c, e, g, i = 30 mm. The slit width (circumferential direction) was 30 mm.
The a-Si photosensitive member produced under such conditions was placed in a Canon copier NP-6060 modified for this test, and the characteristics of the photosensitive member were evaluated. Evaluation items were five items of “charging ability”, “sensitivity”, “optical memory”, “charging ability / sensitivity unevenness”, and “total image characteristics”, and each item was evaluated by the following specific evaluation method.
“Chargeability”: Measures the dark portion potential at the position of the developing device when a constant current is passed through the main charger of the copying machine. Therefore, the larger the dark part potential, the better the charging ability. The measurement position in the axial direction of the photosensitive member was the central position.
“Sensitivity”: After adjusting the main charger current so that the dark portion potential at the developing device position becomes a constant value, a predetermined white paper having a reflection density of 0.01 or less is used for the original, and the bright portion at the developing device position. Evaluation is performed based on the image exposure light amount when the image exposure light amount is adjusted so that the potential becomes a predetermined value. Therefore, the smaller the image exposure light amount, the better the sensitivity. The measurement position in the axial direction of the photosensitive member was the central position.
“Optical memory”: After adjusting the current value of the main charger so that the dark portion potential at the developing device position becomes a predetermined value, the bright portion potential when the predetermined white paper is used as the original value Adjust the image exposure light quantity. In this state, a Canon ghost test chart (part number: FY9-9040) with a black circle with a reflection density of 1.1 and a diameter of 5 mm is placed on the document table, and a Canon halftone chart is placed on top of it. In the copied image, the difference between the reflection density of the black circle with a diameter of 5 mm and the reflection density of the halftone portion of the ghost chart recognized on the halftone copy was measured.
“Unevenness of charging ability / sensitivity”... The charging ability and sensitivity were measured at 35 points at lcm intervals in the direction of the photosensitive member axis by the above-described method, and evaluated by the difference between the maximum value and the minimum value.
“Comprehensive image characteristics”: The copy image was comprehensively judged including image flow, image defects caused by spherical protrusions on the drum, and the like.
The evaluation results are shown in Table 2. Good results were obtained in any of the items, and it was confirmed that an a-Si photoconductor having excellent characteristics was produced in a state where the characteristic unevenness was sufficiently suppressed by the present invention.
[0020]
[Example 2]
Using the electrophotographic photoreceptor manufacturing apparatus shown in FIG. 3, in the same manner as in Example 1, a charge injection blocking layer and a photoconductive layer were formed on a cylindrical aluminum cylinder having a diameter of 108 mm and a length of 358 mm under the conditions shown in Table 1. A photoreceptor comprising a layer and a surface layer was produced. The oscillation frequency of the VHF power supply 312 was set to 450 MHz as in the first embodiment. The total length of the electrodes is 400 mm, and the outer conductor 401 is made of SUS304 having an outer diameter of 40 mm and an inner diameter of 36 mm. The inner conductor 402 has a cylindrical shape with an outer diameter of 10 mm. Further, five slits 403 in the outer conductor axial direction and three in the circumferential direction are arranged in total. The positions of the slits are as shown in FIG. 4- (1), and a, c, e, g, i, k = 25 mm, b = 50 mm, d = 40 mm, f = 30 mm, h = 60 mm, j = 70 mm. The slit width (circumferential direction) was 30 mm.
The a-Si photosensitive member produced under such conditions was placed in a Canon copier NP-6060 modified for this test, and the characteristics of the photosensitive member were evaluated. The evaluation items are “Charging Ability”, “Sensitivity”, “Optical Memory”, “Charging Ability / Sensitivity Unevenness”, and “Comprehensive Image Characteristics”. Was done.
The evaluation results are shown in Table 2. In all items, good results were obtained, and it was confirmed that an a-Si photoconductor having very excellent characteristics was produced in a state where the characteristic unevenness was suppressed extremely uniformly by the present invention.
[0021]
(Comparative Example 1)
Except for using a SUS304 rod-shaped electrode having a diameter of 40 mm and a length of 400 mm as the high-frequency electrode, charge injection was performed under the conditions shown in Table 1, using the electrophotographic photoreceptor manufacturing apparatus shown in FIG. A photoreceptor comprising a blocking layer, a photoconductive layer, and a surface layer was produced. The oscillation frequency of the VHF power supply 312 was set to 450 MHz as in the first embodiment.
The produced a-Si photosensitive member was installed in a Canon copier NP-6060 modified for the test used in Example 1, and the characteristics of the photosensitive member were evaluated. The evaluation items are five items of “charging ability”, “sensitivity”, “optical memory”, “charging ability / sensitivity unevenness”, and “total image characteristics”. Was done.
The evaluation results are shown in Table 2. Compared with Examples 1 and 2, the charging ability and sensitivity unevenness were large, and other characteristics were insufficient as compared with Examples 1 and 2.
[0022]
[Table 1]
Figure 0003630765
[0023]
[Table 2]
Figure 0003630765
[Example 3]
Using the electrophotographic photoreceptor manufacturing apparatus shown in FIG. 3, an electrode having the structure shown in FIG. 4- (2) is used as a high-frequency electrode, and a cylindrical aluminum cylinder having a diameter of 108 mm and a length of 358 mm is shown in Table 3. A photoreceptor comprising a charge injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface layer was produced under the conditions. The oscillation frequency of the VHF power supply 312 was 20 MHz. The total length of the electrode is 400 mm, and the outer conductor 401 is made of SUS304 having an outer diameter of 20 mm and an inner diameter of 16 mm. The inner conductor 402 has a cylindrical shape with an outer diameter of 8 mm, and a protruding portion as shown in FIG. The protrusions are 6 mm smaller on each side than the slit shape and protrude 2 mm outward from the outer conductor surface. A total of 15 slits 403 were arranged, 5 in the outer conductor axial direction and 3 in the circumferential direction. The arrangement positions of the slits are as shown in FIG. 4- (2), and a, c, e, g, i, k = 25 mm, b, j = 60 mm, d, h = 50 mm, f = 30 mm. . The slit width (circumferential direction) was 15 mm.
The a-Si photosensitive member produced under such conditions was placed in a Canon copier NP-6060 modified for this test, and the characteristics of the photosensitive member were evaluated. The evaluation items are five items of “charging ability”, “sensitivity”, “optical memory”, “charging ability / sensitivity unevenness”, and “total image characteristics”. Was done. The evaluation results are shown in Table 4. Good results were obtained in any of the items, and it was confirmed that an a-Si photoconductor having excellent characteristics was produced in a state where the characteristic unevenness was suppressed extremely uniformly by the present invention.
[0024]
(Comparative Example 2)
Except for using a SUS304 rod-shaped electrode having a diameter of 20 mm and a length of 400 mm as a high-frequency electrode, charge injection was performed under the conditions shown in Table 2 using the electrophotographic photoreceptor manufacturing apparatus shown in FIG. A photoreceptor comprising a blocking layer, a photoconductive layer, and a surface layer was produced. The oscillation frequency of the VHF power supply 312 was 20 MHz as in the third embodiment. The produced a-Si photosensitive member was placed in a Canon copier NP-6060 modified for the test used in Example 2, and the characteristics of the photosensitive member were evaluated. The evaluation items are five items of “charging ability”, “sensitivity”, “optical memory”, “charging ability / sensitivity unevenness”, and “total image characteristics”. Was done. The evaluation results are shown in Table 4. Compared with Example 3, the characteristics were insufficient, and a large difference was observed particularly in uneven charging ability and sensitivity.
[0025]
[Table 3]
Figure 0003630765
[0026]
[Table 4]
Figure 0003630765
[Example 4]
The electrode used in Example 2 was modified, and as shown in FIG.2A Teflon material formed at a density of 5 mm was embedded to obtain an electrode for this example. 5B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 5A. Reference numeral 501 denotes an outer conductor, 502 denotes an inner conductor, and 503 denotes a slit provided in the outer conductor 501. Is buried by. As described above, the Teflon material is 1 piece / cm.2A gas outlet 506 having a diameter of 1 mm and a diameter of 1 mm is provided. Reference numeral 504 denotes a coaxial portion, and 505 denotes a non-coaxial portion. Such an electrode was installed in the a-Si photoconductor manufacturing apparatus shown in FIG. 3, and the source gas introduction pipe 351 shown in FIG. 3 was removed. Instead, a source gas is introduced between the inner conductor and the outer conductor of the high-frequency electrode 302 having the structure shown in FIG. 5, and the inside of the film forming space is formed from a gas jet (506 in FIG. 5) provided in the Teflon material in the slit portion. Introduced raw material gas.
With such an apparatus configuration, a photoreceptor composed of a charge injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface layer was produced on a cylindrical aluminum cylinder having a diameter of 108 mm and a length of 358 mm under the conditions shown in Table 5. The oscillation frequency of the VHF power supply 312 was 105 MHz. The total length of the electrodes is 400 mm, the outer conductor 501 is made of SUS304 having an outer diameter of 40 mm and an inner diameter of 36 mm, and the inner conductor 502 is a cylindrical shape having an outer diameter of 10 mm. In addition, five slits 503 are arranged in the outer conductor axial direction and three in the circumferential direction, for a total of fifteen. The arrangement positions of the slits and the dimensions of each slit were the same as those in Example 2. The a-Si photosensitive member produced under such conditions was placed in a Canon copier NP-6060 modified for this test, and the characteristics of the photosensitive member were evaluated. The evaluation items are five items of “charging ability”, “sensitivity”, “optical memory”, “charging ability / sensitivity unevenness”, and “total image characteristics”. Was done. The evaluation results are shown in Table 6. Good results were obtained in any of the items, and it was confirmed that an a-Si photoconductor having excellent characteristics was produced in a state where the characteristic unevenness was suppressed extremely uniformly by the present invention. Further, in this example, the high-frequency electrode and the raw material gas introduction pipe were used in combination, so that spherical projections on the produced photoreceptor were reduced, and an extremely good electrophotographic image with very few image defects was obtained.
[0027]
(Comparative Example 3)
Using the electrophotographic photoreceptor manufacturing apparatus shown in FIG. 3, a SUS304 rod electrode having a diameter of 401 mm and a length of 400 mm was used as the high-frequency electrode under the conditions shown in Table 5 in the same manner as in Example 4; A photoreceptor comprising a conductive layer and a surface layer was produced. The oscillation frequency of the VHF power supply 312 was set to 105 MHz as in the fourth embodiment.
The produced a-Si photosensitive member was placed in a Canon copier NP-6060 modified for the test used in Example 4, and the characteristics of the photosensitive member were evaluated. The evaluation items are five items of “charging ability”, “sensitivity”, “optical memory”, “charging ability / sensitivity unevenness”, and “total image characteristics”. Went.
The evaluation results are shown in Table 6. Compared to Example 4, the characteristics were insufficient, and a large difference was observed particularly in charging ability / sensitivity unevenness and image defects due to spherical protrusions on the photoreceptor.
[0028]
[Table 5]
Figure 0003630765
[0029]
[Table 6]
Figure 0003630765
[Example 5]
Using the electrophotographic photoreceptor manufacturing apparatus shown in FIG. 3, the electrode having the structure shown in FIG. 6 is used as the high-frequency electrode, and charge transport is performed on a cylindrical aluminum cylinder having a diameter of 108 mm and a length of 358 mm under the conditions shown in Table 7. A photoreceptor comprising a layer, a charge generation layer, and a surface layer was produced. The oscillation frequency of the VHF power supply 312 was 200 MHz. The total length of the electrode is 400 mm, and the outer conductor 602 is made of SUS304 having an outer diameter of 20 mm and an inner diameter of 16 mm. The inner conductor 603 has a cylindrical shape with an outer diameter of 8 mm. The high-frequency power radiation portion 601 is made of SUS304 and has a cylindrical shape with an outer diameter of 30 mm and a thickness of 1 mm. A columnar high-frequency power dividing path 604 having a diameter of 2 mm is connected from the inner conductor 603 to the high-frequency power radiation portion 601 through a hole having a diameter of 6 mm provided in the outer conductor 602. Three high-frequency power dividing paths 604 are provided at 120-degree intervals in the circumferential direction at each point. Five high-frequency power dividing paths 604 are arranged in the direction of the outer conductor axis, and dimensions of each part are a, k = 15 mm, b, d, f, h, j = 50 mm, c, e, g, i = 30 mm. is there.
The a-Si photosensitive member produced under such conditions was placed in a Canon copier NP-6060 modified for this test, and the characteristics of the photosensitive member were evaluated. The evaluation items are five items of “charging ability”, “sensitivity”, “optical memory”, “charging ability / sensitivity unevenness”, and “total image characteristics”. Was done. The evaluation results are shown in Table 8. Good results were obtained in any of the items, and it was confirmed that an a-Si photoconductor having excellent characteristics was produced in a state where the characteristic unevenness was sufficiently suppressed by the present invention.
[0030]
[Example 6]
Using the electrophotographic photoreceptor manufacturing apparatus shown in FIG. 3, a charge transport layer and a charge generation layer were formed on a cylindrical aluminum cylinder having a diameter of 108 mm and a length of 358 mm in the same manner as in Example 5 under the conditions shown in Table 7. A photoreceptor composed of a surface layer was prepared. The oscillation frequency of the VHF power supply 312 was 200 MHz. The total length of the electrode is 400 mm, and the outer conductor 602 is made of SUS304 having an outer diameter of 20 mm and an inner diameter of 16 mm. The inner conductor 603 has a cylindrical shape with an outer diameter of 8 mm. The high-frequency power radiation portion 601 is made of SUS304 and has a cylindrical shape with an outer diameter of 30 mm and a thickness of 1 mm. A columnar high-frequency power dividing path 604 having a diameter of 2 mm is connected from the inner conductor 603 to the high-frequency power radiation portion 601 through a hole having a diameter of 6 mm provided in the outer conductor 602. Three high-frequency power dividing paths 604 are provided at 120-degree intervals in the circumferential direction at each point. Five high-frequency power dividing paths 604 are arranged in the direction of the outer conductor axis, and dimensions of each part are a, c, e, g, i, k = 25 mm, b = 50 mm, d = 40 mm, f = 30 mm, h = 60 mm, j = 70 mm. The slit width (circumferential direction) was 30 mm.
The a-Si photosensitive member produced under such conditions was placed in a Canon copier NP-6060 modified for this test, and the characteristics of the photosensitive member were evaluated. The evaluation items are five items of “charging ability”, “sensitivity”, “optical memory”, “charging ability / sensitivity unevenness”, and “total image characteristics”. Was done. The evaluation results are shown in Table 8. Good results were obtained in any of the items, and it was confirmed that an a-Si photoconductor having excellent characteristics was produced in a state where the characteristic unevenness was suppressed extremely uniformly by the present invention.
[0031]
(Comparative Example 4)
Except for using a SUS304 rod-shaped electrode having a diameter of 20 mm and a length of 400 mm as the high-frequency electrode, charge transport was performed under the conditions shown in Table 7 using the electrophotographic photoreceptor manufacturing apparatus shown in FIG. A photoreceptor comprising a layer, a charge generation layer, and a surface layer was produced. The oscillation frequency of the VHF power supply 312 was set to 200 MHz as in Examples 5 and 6.
The produced a-Si photosensitive member was placed in a Canon copier NP-6060 modified for the test used in Examples 5 and 6, and the characteristics of the photosensitive member were evaluated. The evaluation items are five items of “charging ability”, “sensitivity”, “optical memory”, “charging ability / sensitivity unevenness”, and “total image characteristics”. Was done. The evaluation results are shown in Table 8. Compared with Examples 5 and 6, the charging ability and sensitivity unevenness were large, and other characteristics were insufficient as compared with Examples 5 and 6.
[0032]
[Table 7]
Figure 0003630765
[0033]
[Table 8]
Figure 0003630765
[Example 7]
Using the electrophotographic photoreceptor manufacturing apparatus shown in FIG. 3, the electrode having the structure shown in FIG. 6 was used as the high-frequency electrode in the same manner as in Example 6, and on a cylindrical aluminum cylinder 108 mm in diameter and 358 mm in length, A photoreceptor comprising a charge injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface layer was produced under the conditions shown in FIG. The oscillation frequency of the VHF power supply 312 was 450 MHz. The total length of the electrode is 400 mm, and the outer conductor 602 is made of SUS304 having an outer diameter of 30 mm and an inner diameter of 26 mm. The inner conductor 603 has a cylindrical shape with an outer diameter of 15 mm. The high-frequency power radiation unit 601 is made of SUS304 and has a cylindrical shape with an outer diameter of 40 mm and a thickness of 1 mm. A columnar high-frequency power dividing path 604 having a diameter of 2 mm is connected from the inner conductor 603 to the high-frequency power radiation portion 601 through a hole having a diameter of 8 mm provided in the outer conductor 602. Three high-frequency power dividing paths 604 are provided at 120-degree intervals in the circumferential direction at each point. Five high-frequency power dividing paths 604 are arranged in the direction of the outer conductor axis, and dimensions of each part are a, c, e, g, i, k = 25 mm, b = 50 mm, d = 40 mm, f = 30 mm, h = 60 mm, j = 70 mm. The slit width (circumferential direction) was 30 mm.
The a-Si photosensitive member produced under such conditions was placed in a Canon copier NP-6060 modified for this test, and the characteristics of the photosensitive member were evaluated. The evaluation items are five items of “charging ability”, “sensitivity”, “optical memory”, “charging ability / sensitivity unevenness”, and “total image characteristics”. Was done. Table 10 shows the evaluation results. In all items, good results were obtained, and it was confirmed that an a-Si photoconductor having very excellent characteristics was produced in a state where the characteristic unevenness was suppressed extremely uniformly by the present invention.
[0034]
(Comparative Example 5)
Except for using a SUS304 rod-shaped electrode having a diameter of 30 mm and a length of 400 mm as the high-frequency electrode, charge injection was performed under the conditions shown in Table 9 using the electrophotographic photoreceptor manufacturing apparatus shown in FIG. A photoreceptor comprising a blocking layer, a photoconductive layer, and a surface layer was produced. The oscillation frequency of the VHF power supply 312 was set to 450 MHz as in the seventh embodiment.
The produced a-Si photosensitive member was set in a Canon copier NP-6060 modified for the test used in Example 7, and the characteristics of the photosensitive member were evaluated. The evaluation items are five items of “charging ability”, “sensitivity”, “optical memory”, “charging ability / sensitivity unevenness”, and “total image characteristics”. Was done. Table 10 shows the evaluation results. Compared with Example 7, the characteristics were insufficient, and in particular, a large difference was observed in chargeability and sensitivity unevenness.
[0035]
[Table 9]
Figure 0003630765
[0036]
[Table 10]
Figure 0003630765
[Example 8]
The electrode used in Example 6 was modified so that the source gas can flow between the outer conductor 602 and the inner conductor 603, and the electrode was installed in the a-Si photoconductor manufacturing apparatus shown in FIG. The source gas introduction pipe 351 shown in FIG. The source gas passes between the outer conductor 602 and the inner conductor 603, passes through the high-frequency power dividing path hole provided in the outer conductor 602, passes between the outer conductor 602 and the high-frequency power radiating unit 601, and then is formed into a film formation space. Supplied.
With such an apparatus configuration, a photoreceptor composed of a charge injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface layer was produced on a cylindrical aluminum cylinder having a diameter of 108 mm and a length of 358 mm under the conditions shown in Table 11. The oscillation frequency of the VHF power supply 312 was 20 MHz. The a-Si photosensitive member produced under such conditions was placed in a Canon copier NP-6060 modified for this test, and the characteristics of the photosensitive member were evaluated. The evaluation items are five items of “charging ability”, “sensitivity”, “optical memory”, “charging ability / sensitivity unevenness”, and “total image characteristics”. Was done. The evaluation results are shown in Table 12. Good results were obtained in any of the items, and it was confirmed that an a-Si photoconductor having excellent characteristics was produced in a state where the characteristic unevenness was suppressed extremely uniformly by the present invention. Further, in this example, the high-frequency electrode and the raw material gas introduction pipe were used in combination, so that spherical projections on the produced photoreceptor were reduced, and an extremely good electrophotographic image with very few image defects was obtained.
[0037]
(Comparative Example 6)
Using the electrophotographic photoreceptor manufacturing apparatus shown in FIG. 3, a SUS304 rod-shaped electrode having a diameter of 20 mm and a length of 400 mm was used as the high-frequency electrode under the conditions shown in Table 11 in the same manner as in Example 4; A photoreceptor comprising a conductive layer and a surface layer was produced. The oscillation frequency of the VHF power supply 312 was set to 20 MHz as in the eighth embodiment.
The produced a-Si photosensitive member was placed in a Canon copier NP-6060 modified for the test used in Example 8, and the characteristics of the photosensitive member were evaluated. The evaluation items are five items of “charging ability”, “sensitivity”, “optical memory”, “charging ability / sensitivity unevenness”, and “total image characteristics”. Was done. The evaluation results are shown in Table 12. Compared with Example 8, the characteristics were insufficient, and a large difference was observed particularly in charging ability / sensitivity unevenness and image defects caused by spherical protrusions on the photoreceptor.
[0038]
[Table 11]
Figure 0003630765
[0039]
[Table 12]
Figure 0003630765
[Example 9]
The electrode used in Example 6 was modified to allow He gas to flow between the outer conductor 602 and the inner conductor 603, and the electrode was installed in the a-Si photoconductor manufacturing apparatus shown in FIG. The He gas passes between the outer conductor 602 and the inner conductor 603, passes through the high-frequency power dividing path hole provided in the outer conductor 602, passes between the outer conductor 602 and the high-frequency power radiating unit 601, and then forms a film formation space. Supplied to. The flow rate of He gas was 1000 sccm. On the other hand, the source gas is supplied from the source gas introduction pipe 351 to the film formation space.
With such an apparatus configuration, a photoreceptor composed of a charge injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface layer was produced on a cylindrical aluminum cylinder having a diameter of 108 mm and a length of 358 mm under the conditions shown in Table 13. The oscillation frequency of the VHF power supply 312 was 300 MHz.
The a-Si photosensitive member produced under such conditions was placed in a Canon copier NP-6060 modified for this test, and the characteristics of the photosensitive member were evaluated. The evaluation items are five items of “charging ability”, “sensitivity”, “optical memory”, “charging ability / sensitivity unevenness”, and “total image characteristics”. Was done. The evaluation results are shown in Table 14. Good results were obtained in any of the items, and it was confirmed that an a-Si photoconductor having excellent characteristics was produced in a state where the characteristic unevenness was suppressed extremely uniformly by the present invention.
[0040]
[Table 13]
Figure 0003630765
[0041]
[Table 14]
Figure 0003630765
[0042]
【The invention's effect】
As described above, the present invention can uniformly supply high-frequency power into the film formation space by adjusting the supply ratio of the high-frequency power, and can increase the size of the apparatus by achieving uniformization of a large area plasma. Therefore, it is possible to manufacture a deposited film having a uniform film quality and a uniform film thickness over a large area, regardless of the film formation conditions, without increasing the cost and destabilizing the plasma.
In particular, when an a-Si photoconductor is manufactured using VHF power of 20 to 450 MHz, the electrical characteristics such as charging ability and sensitivity and the image characteristics such as optical memory, image flow, and image defect are good, and the charging ability. It is possible to produce a good a-Si-based photoreceptor in which unevenness in sensitivity and sensitivity are extremely reduced.
Further, when the high-frequency power supply electrode according to the present invention is also used as the raw material gas introduction pipe, it is possible to more effectively suppress image defects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an example of a high-frequency power supply electrode that can be used in an a-Si photoconductor manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an example of a high-frequency power supply electrode that can be used in the a-Si photoconductor manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing an example of an a-Si photoconductor manufacturing apparatus that can be used in the present invention.
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing an example of a high-frequency power supply electrode used in Examples 1 and 2 of the present invention, and FIG. 4B is an example of a high-frequency power supply electrode used in Example 3 of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a high-frequency power supply electrode used in Example 4 of the present invention.
FIG. 6 is a view showing an example of a high-frequency power supply electrode used in Examples 5 to 9 of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an example of an electrophotographic light-receiving member manufacturing apparatus by an RF plasma CVD method using a conventional RF band frequency.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an example of an electrophotographic light-receiving member manufacturing apparatus by a MW plasma CVD method using a conventional MW band frequency.
FIG. 9 is a diagram showing an example of a layer structure of an a-Si type photoreceptor.
[Explanation of symbols]
101, 401, 501, ... External conductor
102, 402, 502... Internal conductor
103, 403, 503 ... slit
104, 504 ... Coaxial part
105, 505 ... Non-coaxial part
506 ... Gas outlet
201, 601 ... High-frequency power radiation section
202, 602 ... External conductor
203, 603 ..... Internal conductor
204, 604 ... High-frequency power divider
301 ... Reaction vessel
302 ... VHF electrode
304 ... Exhaust pipe
305 ... Cylindrical substrate
306 ..... deposition space
307 ..... heating element
308 ・ ・ ・ ・ ・ Rotary axis
309 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Motor
310 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Reduction gear
311 ... High-frequency matching box
312: High frequency power supply
351 ... Raw material gas introduction pipe
7100 ...... Deposition equipment
7111: Reaction vessel
7112 ... Cylindrical substrate
7113 ... Heater for heating the support
7114 ... Raw material gas introduction pipe
7115 ... Matching box
7116 ... Raw material gas piping
7117 ... Reaction vessel leak valve
7118 ... Main exhaust valve
7119 ... Vacuum gauge
7200 ... Raw material gas supply device
7211-7216 ... Mass flow controller
7221-7226 ... Raw material gas cylinder
7231-7236 ... Raw material gas cylinder valve
7241-7246 ... Gas inlet valve
7251-7256 ... Gas outflow valve
7261-7266 ... Pressure regulator
801 ... Reaction vessel
802 ... Dielectric window
803 ... waveguide
804 ... Exhaust pipe
805 ... Cylindrical base
806 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Deposition questions
807 ..... heating element
808 ..... axis of rotation
809 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Motor
810 ..... Reduction gear
851 ... Raw material gas introduction pipe
900... Electrophotographic photoreceptor
901 ... Support
902 ... Photoconductive layer
903 ... Surface layer
904... Charge injection blocking layer
905... Charge generation layer
906 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Charge transport layer

Claims (7)

成膜空間を有する反応容器内に少なくとも原料ガスと高周波電力を導入する手段を有し、前記反応容器内の基体上に堆積膜を形成するプラズマCVD法による堆積膜の製造装置において、前記高周波電力を導入する手段がその高周波電力の供給比率を調整することにより高周波電力を前記成膜空間内に均一に供給する高周波電力供給用電極により構成され、前記高周波電力の供給比率を調整するために、前記高周波電力供給用電極の外部導体と内部導体とからなる同軸構造伝送路の外部導体にスリットが形成されていることを特徴とする堆積膜の製造装置。In the apparatus for producing a deposited film by a plasma CVD method, which has means for introducing at least a source gas and a high-frequency power into a reaction vessel having a film formation space, and forms a deposited film on a substrate in the reaction vessel, the high-frequency power In order to adjust the high-frequency power supply ratio, the means for introducing the high-frequency power is configured to adjust the supply ratio of the high-frequency power to adjust the supply ratio of the high-frequency power. An apparatus for producing a deposited film , wherein a slit is formed in an outer conductor of a coaxial structure transmission line composed of an outer conductor and an inner conductor of the high-frequency power supply electrode . 前記内部導体は、外部導体に設けられたスリットを介して外部導体の同一面またはその外部に部分的に突出していることを特徴とする請求項に記載の堆積膜の製造装置。2. The deposited film manufacturing apparatus according to claim 1 , wherein the inner conductor partially protrudes on the same surface of the outer conductor or outside thereof through a slit provided in the outer conductor. 前記高周波電力の供給比率は、前記外部導体の外周に配設され内部導体から分岐した高周波電力分割路により電気的に接続された高周波電力放射部の面積、高周波電力放射部と外部導体との距離、内部導体から分岐した高周波電力分割路と外部導体との距離により調整するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の堆積膜の製造装置。The supply ratio of the high-frequency power includes the area of the high-frequency power radiating portion that is electrically connected by a high-frequency power dividing path that is arranged on the outer periphery of the outer conductor and branches from the inner conductor, and the distance between the high-frequency power radiating portion and the outer conductor 2. The apparatus for producing a deposited film according to claim 1, wherein adjustment is made according to a distance between the high-frequency power dividing path branched from the inner conductor and the outer conductor. 前記高周波電力供給用電極は、その外部導体と内部導体との間に原料ガスを導入して電極表面より成膜空間内に供給することを特徴とする請求項〜請求項のいずれか1項に記載の堆積膜の製造装置。The high frequency power supply electrodes has any one of claims 1 to 3, characterized in that to supply the film-forming space than by introducing a raw material gas electrode surface between its outer conductor and the inner conductor The deposited film manufacturing apparatus according to Item. 前記成膜空間が複数の円筒状基体により取り囲まれていることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の堆積膜の製造装置。Deposited film manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the film-forming space is surrounded by a plurality of cylindrical substrates. 前記高周波電力の周波数が20MHz以上450MHz以下であることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の堆積膜の製造装置。The frequency of the said high frequency electric power is 20 MHz or more and 450 MHz or less, The manufacturing apparatus of the deposited film of any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 成膜空間を有する反応容器内に少なくとも原料ガスと高周波電力を導入する手段を有し、前記反応容器内の基体上に堆積膜を形成するプラズマCVD法による堆積膜の製造方法において、前記高周波電力を導入する手段の高周波電力供給用電極から、前記成膜空間に周波数が20MHz以上450MHz以下のVHF電力を、その供給比率を前記高周波電力供給用電極の外部導体と内部導体とからなる同軸構造伝送路の外部導体に形成したスリットによって調整することにより前記成膜空間内に均一に供給し堆積膜を製造することを特徴とする堆積膜の製造方法。In the method for producing a deposited film by a plasma CVD method, which has means for introducing at least a raw material gas and a high frequency power into a reaction vessel having a film formation space, and forms a deposited film on a substrate in the reaction vessel, the high frequency power Transmission of VHF power having a frequency of 20 MHz to 450 MHz into the film formation space from the high frequency power supply electrode of the means for introducing the power into the film forming space, and the ratio of the coaxial transmission comprising the outer conductor and the inner conductor of the high frequency power supply electrode A method for producing a deposited film, characterized in that the deposited film is produced by uniformly supplying the film into the deposition space by adjusting with a slit formed in an external conductor of the path .
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